Кровь долгожительницы дала ключ к разгадке тайны продолжительности жизни

Полная расшифровка генома клеток крови женщины, умершей в возрасте 115 лет, позволила предположить, что срок жизни человека ограничен естественным затуханием процесса кроветворения из-за постепенного сокращения количества гематопоэтических стволовых клеток и укорочения теломер лейкоцитов. При этом накопление соматических мутаций в здоровых белых клетках крови, вопреки существующим представлениям, не является вредоносным для организма и не влияет на продолжительность его жизни. Работа опубликована в журнале Genome Research.

Голландка Хендрикье ван Андел-Шиппер (Hendrikje van Andel-Schipper) родилась в 1890 году, а умерла в 2005 году, в возрасте 115 лет, считаясь на тот момент самой старой женщиной планеты. До самой смерти ван Андел-Шиппер отличалась прекрасным здоровьем, а также ясным и живым умом. Согласно завещанию женщины, после смерти ее тело предназначалось для научных исследований с разрешением открытой публикации результатов. В настоящее время международная группа ученых под руководством Хенне Хольстеге (Henne Holstege) из VU University Medical Center (Амстердам, Нидерланды) занимается исследованием крови и других тканей ван Андел-Шиппер для изучения того, как именно повлиял на них столь долгий срок жизни организма.

Гематопоэтические (кроветворные) стволовые клетки – клетки костного мозга, обладающие способностью к интенсивному делению, из которых, благодаря дифференцировке и созреванию, получаются все виды клеток крови, что обеспечивает ее постоянное обновление. Бурное клеточное деление обычно сопровождается накоплением в клетках большого числа генетических мутаций. Сотни соматических, то есть не передающихся по наследству, мутаций обнаруживается в клетках крови при ее злокачественных заболеваниях, например при остром миелолейкозе, однако до сих пор было неясно, присутствуют ли такие мутации в здоровых клетках и ведет ли их накопление со временем к сокращению продолжительности жизни.

Полногеномное секвенирование позволило Хольстеге и ее коллегам обнаружить в здоровых лейкоцитах крови ван Андел-Шиппер приблизительно 450 соматических мутаций, аккумулированных в некодирующих участках генома, что обеспечило их безвредность для организма. Дальнейшее изучение несущих мутации лейкоцитов позволило авторам сделать еще одно открытие – ко времени смерти женщины абсолютное большинство белых клеток, циркулирующих в ее периферической крови, происходило от всего лишь двух активных гематопоэтических клеток, родственных друг другу (для сравнения, в норме в процессе кроветворения задействовано порядка 1000 – 1300 активных гематопоэтических клеток).

Определение длины теломер - выполняющих защитную функцию концевых участков хромосом – лейкоцитов показало, что они в 17 раз короче теломер клеток головного мозга. Известно, что теломеры укорачиваются при каждом делении клетки, это явление называется концевой недорепликацией. Их длина служит своего рода счетчиком клеточных делений: чем она короче, тем большее число делений прошло с момента рождения клетки-предшественницы. Таким образом, длина теломерных участков ДНК непосредственно связана с биологическим возрастом человека и является одним из факторов старения.

Основываясь на совокупности полученных данных, авторы предположили, что определяющее влияние на продолжительность жизни организма оказывает не накопление соматических клеточных мутаций, а естественное затухание процесса кроветворения из-за постепенного сокращения запаса гематопоэтических клеток, гибнущих в результате истощения способности к бурному делению, о чем свидетельствует резкое укорачивание теломер белых клеток крови. Для подтверждения этой гипотезы требуются дальнейшие исследования.