Поиск взаимосвязей между биомаркерами накопления сенесцентных клеток в разных тканях у пациентов пожилого и старческого возраста

Актуальность. Понимание биологических механизмов процессов старения необходимо для предупреждения и замедления развития возраст-ассоциированных заболеваний. Одной из ведущих причин старения организма считается накопление в различных тканях так называемых сенесцентных, или стареющих, клеток (СК). Клеточное старение является необходимым для обновления тканей и их регенерации, но избыточное накопление СК приводит к активации хронического асептического воспаления, дисфункции тканей и развитию возраст-ассоциированных заболеваний. В настоящее время активно разрабатываются подходы к селективной элиминации СК, контролю их активности и реверсии сенесцентного состояния.

Для оценки вклада СК в развитие старения и патогенез различных заболеваний необходимы релевантные и надежные биомаркеры таких клеток. В качестве биомаркера часто используется экспрессия ингибиторов клеточного цикла (например, р16/INK4a), поскольку остановка пролиферации является одним из основных атрибутивных признаков СК. Однако оценка этого маркера затруднена в клинической практике. Обычно в качестве маркеров возраст-ассоциированных заболеваний определяют жесткость сосудистой стенки, некоторые гемодинамические и биохимические параметры, а также содержание отдельных цитокинов и факторов роста в крови. В данной работе мы поставили цель изучить наличие взаимосвязи между установленными клиническими системными биомаркерами старения и развития возраст-ассоциированных заболеваний и биомаркерами СК на тканевом и клеточном уровнях.

Цель исследования. Установить наличие взаимосвязей между различными биомаркерами накопления СК на клеточном, тканевом и системном уровнях.

Материалы и методы исследования. В исследование включены 38 пациентов в возрасте от 65 до 85 лет. У всех пациентов проводили оценку традиционных факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний, жесткости артериальной стенки, а также получали биоматериалы (периферическая кровь, кожа, подкожная жировая клетчатка), из которых затем выделяли различные типы клеток (мононуклеарные клетки крови (МНК), фибробласты (ФБ) и мезенхимные стромальные клетки (МСК), а также проводили гистологический анализ биоптатов с целью оценки различных маркеров СК.

Результаты. В полученных образцах биоматериала определены различные показатели накопления сенесцентных клеток, проведен анализ связей между жесткостью сосудистой стенки, традиционными факторами риска ССЗ, биомаркерами воспаления и накопления сенесцентных клеток в тканях и клеточных популяциях. С помощью корреляционного анализа подтверждена сильная значимая связь ключевого биомаркера СК — уровня экспрессии р16 в тканях — с возрастом (r = 0,6, p < 0,001), что соответствует литературным данным [2]. На организменном уровне выявлена его связь со скоростью пульсовой волны (r = 0,394, p = 0,015), в системном кровотоке — с уровнем VCAM-1 (r = 0,312, p = 0,006) и с уровнем мРНК р16 в МНК (r = 0,380, p = 0,046). Статистически значимые корреляции были выявлены с показателями пролиферации ФБ и МСК в культуре и приобретением клетками секреторного фенотипа, ассоциированного со старением (SASP): так, уровень р16 значимо коррелировал с уровнем IL-6 (сильная связь) и MCP-1 (слабая связь) в секретоме клеток. Результаты многофакторного линейного регрессионного анализа подтвердили, что независимо от возраста с экспрессией р16 связаны показатели пролиферации выделенных клеток и IL-6 в составе SASP. С помощью компьютерного моделирования после нормирования признаков определена формула, которая позволяет предсказывать уровень экспрессии р16 в тканях, опираясь только на неинвазивно определяемые показатели.

Выводы. Таким образом, продемонстрирована ассоциация между клиническими показателями, отражающими сосудистое старение, и биомаркерами накопления СК в тканях и клетках, выделенных из этих тканей в культуру. Также установлены возможности малоинвазивного определения показателей накопления сенесцентных клеток у пациентов старше 65 лет, что открывает новые возможности для контроля эффективности сенолитической терапии.