Как музыка лечит и при чем здесь стволовые клетки?
На кафедре экспериментальной медицины CIRM под руководством проф. Юрия Захарова разработаны и применяются в клинической практике многие методы реабилитации основанные на физических принципах. Использование модулированного сигнала в терапии болезни Альцгеймера, эпилепсии, заболеваний сердечно-сосудистой системы доказано многочисленными исследованиями, но звук влияет не только через органы чувств и мозг, воздействие на клетки осуществляется напрямую. Так, воздействие определенных электромагнитных волн слышимого частотного диапазона стимулирует образование стволовых клеток мобилизованных из адипоцитов (клеток жировой ткани) за счет кустической модуляция механочувствительных генов и дифференцировки адипоцитов.
Звук воспринимается не только ушами и мозгом — на него реагируют даже отдельные клетки организма. Звук представляет собой механические волны, которые распространяются в воздухе. Он способен передавать важную информацию об окружающем мире и вызывать различные физиологические реакции. Однако только сейчас ученые начали осознавать, что акустическое давление может оказывать непосредственное воздействие на клетки человеческого тела. С помощью РНК-секвенирования, микроскопии и других методов ученые проанализировали поведение клеток под воздействием звука в пределах слышимого диапазона. Результаты оказались поразительными: клетки действительно реагируют на звук. Особенно заметным оказался эффект подавления дифференцировки адипоцитов — процесса превращения предшественников жировых клеток в зрелые жировые клетки. Это открывает возможность использовать звук как безопасный, неинвазивный метод для управления состоянием тканей. Более того, исследователи выявили около 190 генов, чувствительных к звуку, зафиксировали изменения в их активности и изучили внутриклеточные механизмы передачи звукового сигнала. www.nature.com/articles/s42003-025-07969-1
ПОТЕРЯ ЭПИГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ КАК ПРИЧИНА СТАРЕНИЯ
Все живые существа испытывают энтропию, проявляющуюся в потере унаследованной генетической и эпигенетической информации с течением времени. В дрожжах эпигенетические изменения приводят к потере идентичности клеток и стерильности, что является признаком старения дрожжей.
У млекопитающих эпигенетическая информация также теряется со временем, но неизвестно, что вызывает ее потерю и является ли это причиной или следствием старения. Используя систему трансгенных мышей под названием «ICE» (для индуцируемых изменений эпигенома), показано, что процесс восстановления немутагенных разрывов ДНК ускоряет связанные с возрастом физиологические, когнитивные и молекулярные изменения, включая эрозию эпигенетического ландшафта, потеря клеточной идентичности, клеточное старение и продвижение эпигенетических часов. Эпигенетическое репрограммирование посредством эктопической экспрессии Oct4, Sox2 и Klf4 (OSK) восстанавливает паттерны экспрессии генов в молодости.
Эти данные подтверждают модель, в которой потеря эпигенетической информации является причиной старения млекопитающих.
papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=3951490
Клеточные реакции на двухцепочечные разрывы ДНК разрушают эпигенетический ландшафт.
Эта потеря эпигенетической информации ускоряет признаки старения.
Эти изменения обратимы путем эпигенетического перепрограммирования.
Управляя эпигеномом, старение можно двигать вперед и назад
Мы способны обратить процесс вспять: система не повреждена, где-то существует резервная копия, и «программное обеспечение» можно перезагрузить. Этот метод принципиально отличается от подхода, основанного на использовании стволовых клеток: он не возвращает клетки в плюрипотентное состояние, не стирает заложенную в них эпигенетическую информацию, а только обновляет ее.
Эпигенетические процессы реализуются на нескольких уровнях. Метилирование действует на уровне отдельных нуклеотидов. Следующий уровень — это модификация гистонов, белков, участвующих в упаковке нитей ДНК. От этой упаковки также зависят процессы транскрипции и репликации ДНК. Отдельная научная ветвь — РНК-эпигенетика — изучает эпигенетические процессы, связанные с РНК, в том числе метилирование информационной РНК. www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(22)01570-7
Мы (CIRM) пошли другим путем — «перезагрузка» осуществляется путем репрограммирования физическими методами с помощью специального технического устройства использующего лазеры. Это открывает принципиально новые возможности терапии.
