Прогерия Хатчінсона-Гілфорда – це надзвичайно рідкісне вроджене генетичне захворювання, за якого відбувається прискорене старіння. У світі поки що не зареєстровано понад 80 випадків, проте вчені працюють над тим, щоб усунути його.

При цьому захворюванні через мутації гена виникає дефект білка ламина А, що входить до складу оболонки клітинного ядра. Це призводить до порушення репарації ДНК, інших біохімічних дефектів і, як наслідок, до стрімкого старіння організму. При цьому, процес запускає в дитячому віці, з-за чого діти отримують весь «букет» старечих проблем – деформований скелет, зморшкувата шкіра, атрофичная підшкірна клітковина, швидко розвиваються порушення обміну речовин, ураження міокарда і атеросклероз. Середня тривалість життя становить 13 років, причиною смерті, як правило, стають серцево-судинні захворювання.

І ось міжнародною групою вчених з Массачусетського технологічного інституту був розроблений штучний орган-на-чіпі, який дозволив з’ясувати, як клітини судин реагують на їх скорочення в нормі і при захворюваннях. У складі групи працювали фахівці з США, Португалії, Нідерландів та Франції.

Вчені заселили «посудину» в органі гладком’язовими клітинами, диференційованими з індукованих плюрипотентних стовбурових клітин, які отримали з фібробластів здорових людей і пацієнтів з прогеріею, після чого піддали їх циклічним розтягувань. Вже через 24 години клітини почали вибудовуватися перпендикулярно напрямку механічної сили і з’єднуватися один з одним, як у живому кровоносній судині.

З’ясувалося, що в здорових клітинах і фізіологічне і патологічне розтягнення призвело до зменшення рівня ламина А. На відміну від них, в клітинах пацієнтів з прогеріею фізіологічне розтягнення призводило до невеликого підвищення рівня дефектного варіанти цього білка — прогерина, а патологічний — до зниження експресії прогерина і підвищення — нормальної форми ламина А.

Також з’ясувалося, що накопичення прогерина призводить до збільшення механочувствительности гладком’язових клітин і, як наслідок, запального відповіді до них. Зокрема, в клітках з дефектним геном циклічне 16-відсоткове розтягнення викликало підвищену експресію маркерів запалення IL6, IL1B і JUN, маркера гіпертонічного пошкодження судин CAV1, а також зростання кількості пошкоджень ДНК, чого не спостерігається при культивуванні без механічного навантаження і в здорових клітинах. В експерименті з органом-на-чіпі вченим вдалося звернути подібний запальний відповідь у дефектних клітинах.

Створена платформа підходить для вивчення ролі біомеханіки в судинної біології, зокрема в умовах захворювань судин і старіння, при цьому полегшуючи пошук нових ліків і мішеней для терапії

Учені