Неоднозначные результаты исследования iPS-клеток: надежда на омоложение и риск развития рака

Здоровье Наука 28.11.2025

Обеспечение здоровой, полноценной жизни в пожилом возрасте – ключевая задача для Японии, являющейся одной из самых долгоживущих стран мира. Уже ведутся многообещающие исследования в области iPS-клеток, однако один из учёных Токийского университета предупреждает: помимо потенциальной пользы существуют и негативные факторы, которые тоже необходимо учитывать.

Ямада Ясухиро YAMADA Yasuhiro

Профессор медицины Токийского университета. Окончил Университет Гифу в 1997 году, после чего работал там же доцентом. Занимался исследованиями в Институте биомедицинских исследований Уайтхеда Массачусетского технологического института (лаборатория Рудольфа Йениша). Позже был назначен доцентом Университета Гифу, а в 2010 году – профессором Центра исследований iPS-клеток (CiRA) Киотского университета. В 2017 году стал профессором Института медицинских наук Токийского университета, а в 2022 году занял свою нынешнюю должность.

English
日本語
简体字
繁體字
Français
Español
العربية
Русский

Изменение судьбы клеток

В 2006 году профессор Киотского университета Яманака Синья совершил ошеломительное открытие: он нашёл способ переводить обычные клетки организма, такие как кожные, нервные или костные, в особое, высокопластичное эмбрионоподобное состояние, получившее название индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, или iPS-клеток. До этого считалось, что как только клетка определилась со своим назначением, назад дороги нет: нервная клетка навсегда остаётся нервной, кожная – кожной и т. д. Технология iPS-клеток Яманаки опровергла это представление, показав, что судьбу клетки можно переписать.

Раньше iPS-технологию связывали прежде всего с регенеративной медициной, обновлением тканей и органов, но профессор Токийского университета Ямада Ясухиро использует iPS-клетки для изучения механизмов таких заболеваний, как рак. В последние годы заметно набирают силу и исследования процессов старения, а вместе с ними растёт интерес к тому, можно ли омолодить клетки: если переписать назначение клетки с помощью iPS-технологии. В теории это означает возможность обратить вспять функциональный спад, связанный с возрастом.

«На клеточном уровне iPS-клетки можно получить практически из любой клетки, независимо от её возраста, – объясняет Ямада. – Нельзя сказать, когда точно, но однажды эта технология несомненно сможет сделать биологическое омоложение реальностью».

Антивозрастные исследования с использованием iPS-клеток в последние годы стали одной из самых обсуждаемых тем в мире. Особый интерес вызывает подход, известный как «частичное перепрограммирование», при котором обычные клетки не преобразовывают в iPS-клетки полностью, а лишь частично «перепрограммируют», за счёт чего удаётся обратить вспять некоторые возрастные изменения.

Так, основанный в 2021 году стартап Altos Labs, занимающийся исследованиями в области противодействия старению, привлёк к себе внимание после того, как получил серьёзное финансирование от основателя Amazon Джеффа Безоса.

В марте 2022 года Институт биологических исследований Солка и компания Genentech, дочерняя структура швейцарского фармацевтического гиганта Roche, сообщили в журнале Nature Aging, что им удалось частично перепрограммировать клетки взрослых и пожилых мышей. Используя так называемые «факторы Яманаки» – четыре гена, применяемые для получения iPS-клеток, – исследователи смогли обратить вспять признаки старения, включая функциональный спад. Длительные наблюдения не выявили увеличения онкологического риска или других серьёзных проблем со здоровьем. Эта работа прогремела как возможный шаг к будущему применению у людей – от лечения возрастных нейродегенеративных заболеваний до повышения общей функциональности и способности клеток к восстановлению.

Понимание механизмов старения

Ямада внимательно следит за этими разработками, но призывает к осторожности. «Нам не стоит делать поспешный вывод, будто мы можем просто предотвратить старение с помощью частичного перепрограммирования клеток. На самом деле, эти исследования еще даже не вышли на стартовую прямую», – предупреждает он.

Он отмечает, что помимо упомянутой статьи в Nature Aging, в отчёте о другом исследовании сообщалось, что циклическая индукция факторов Яманаки в клетки мышей с прогерией в течение двух дней с последующими пятидневными паузами, позволила продлить жизнь животных на 20–30%. «Но, если говорить о том, почему увеличилась продолжительность жизни и какие именно клетки в этом участвуют, механизм остаётся в значительной степени непонятным».

Ямада подчёркивает, что главная сложность состоит в том, что само явление старения до сих пор не полностью изучено на молекулярном уровне: «Мы всё ещё не знаем, ни что такое старение в подлинном смысле, ни как клеточное старение соотносится со старением всего организма. Даже если мы можем продлить жизнь мышам, у нас нет понимания, как частичное перепрограммирование клеток влияет на живой организм в целом и безопасно ли оно для человека. Перепрограммирование клеток с помощью iPS-технологии означает, что кожные клетки перестают быть кожными, а костные костными. Это не только не является омоложением в подлинном смысле этого слова, но и нарушает целостность живого организма. Так что всё далеко не так просто, как может показаться по газетным заголовкам. Эти исследования пока что находятся на отправной точке».

Омоложение и риск развития рака

Причина, по которой Ямада так настойчиво призывает к осторожности, состоит в том, что сфера его научных интересов – механизмы возникновения рака при частичном перепрограммировании клеток. И тревожит его то, что перепрограммирование может не омолаживать клетки, а наоборот повышать риск возникновения онкологических изменений.

«Мы знаем, что клетки могут перерождаться и становиться раковыми, когда последовательность ДНК повреждается под действием вредных веществ, таких как компоненты горения табака, радиация и другие подобные факторы, – говорит Ямада. – Но за последние двадцать лет стало ясно: даже если последовательность ДНК остаётся неповреждённой, рак всё равно может развиться из-за неправильного исполнения содержащихся в ней инструкций».

Система, которая регулирует не саму последовательность генов, а их работу, называется эпигеномом. Метильные группы могут присоединяться к цитозину или отрываться от него (цитозин – одно из четырёх азотистых оснований, образующих ДНК), а белки-гистоны в ядре клетки подвергаться химическим модификациям. Всё это в комплексе определяет, какие участки ДНК включены, а какие выключены. Клеточное перепрограммирование в рамках технологии iPS-клеток можно рассматривать как способ искусственно сбросить настройки эпигенома или изменить его, не затрагивая исходную последовательность ДНК.

«Наша исследовательская группа обнаружила, что индукция факторов Яманаки мышам в течение всего одной недели приводит к развитию рака педиатрического типа ещё на этапе перепрограммирования, – объясняет Ямада. – На мышиной модели мы показали, что неполное перепрограммирование способно вызывать рак, и тем самым продемонстрировали, что изменение эпигенома может иметь те же последствия, что и повреждение ДНК».

И в работе группы Ямады, и в упомянутом выше антивозрастном исследовании использовалось неполное, или частичное, перепрограммирование, а не полное возвращение клеток в состояние iPS. Однако разница буквально в несколько дней по продолжительности привела к диаметрально разным исходам: в одном случае – к развитию рака, в другом – к продлению жизни.

Технологии будущего на службе общества

Ямаду искренне завораживает тот факт, что такая разница вообще возможна, но, как он подчёркивает, «стоящий за этими процессами механизм до сих пор остаётся неясным. Даже если технология iPS-клеток действительно поможет продлить человеческую жизнь, нам предстоят очень серьёзные этические дискуссии, прежде чем мы сможем сделать её доступной для общества».

Ямада продолжает: «Нам стоит остерегаться завышенных ожиданий. Но если мы и дальше будем вести фундаментальные исследования, однажды, возможно, мы сможем изменять судьбу раковых клеток в лечебных целях или разработаем технологии, которые позволят продлевать здоровую жизнь. Однако никакие исследования не будут иметь смысла, если созданные лекарства окажутся в результате настолько дорогими, что их смогут позволить себе лишь богатые страны или отдельные обеспеченные люди. Как исследователь, я считаю важным сделать технологию iPS-клеток доступной для самого широкого использования на постоянной основе. Иными словами, я чувствую ответственность за то, чтобы помочь мечте человечества о продлении жизни стать реальностью».

Омоложение с помощью iPS-клеток дарит нам надежду на привлекательное будущее. Но, как подчёркивает профессор Ямада, прежде этого необходим серьёзный прогресс в исследованиях самого феномена старения, который до сих пор остаётся во многом загадкой для учёных.

Репортаж и текст: Окоси Ютака, Team Pascal, под редакцией Power News

Статьи по теме

медицина iPS-клетки