Кроветворные стволовые клетки — это крошечные, но могущественные фабрики крови, спрятанные в костном мозге. Они умеют производить любые клетки крови: и красные, переносящие кислород, и белые, защищающие от инфекций. Но с возрастом или при лейкемии их сила слабеет. Ученые из Института иммунобиологии и эпигенетики Макса Планка и ETH Zurich впервые составили полную карту метаболических изменений в этих клетках — как они стареют, превращаются в специализированные или становятся раковыми.

Результаты опубликованы в издании Nature Cell Biology.

Чтобы разгадать их секреты, пришлось разработать сверхчувствительные методы: теперь можно анализировать метаболизм даже в микроскопическом количестве клеток. Объединив данные о генах и химических процессах, исследователи увидели, что стволовые клетки в «спящем» режиме экономят энергию, а их потомки — активнее. Но самое интересное открылось, когда они нашли связь между питательным веществом холином и молодостью клеток.

Холин — компонент яиц, сои и рыбы — в избытке содержится в здоровых стволовых клетках, но его уровень падает при старении и лейкемии. В лаборатории добавление холина вернуло клеткам признаки молодости. Еще обнаружилось, что с возрастом меняется состав липидов в мембранах — будто клетки начинают иначе чувствовать окружающую среду.

Это как если бы у стареющей клетки затуманились очки, и она уже не видит, куда идти, — объясняет один из авторов.

Теперь ученые хотят выяснить, можно ли диетой с высоким содержанием холина поддержать кроветворные клетки и замедлить старение крови. А еще — помогут ли такие добавки в терапии лейкемии.

Польза исследования

Короткосрочно:

• Диетические рекомендации — если подтвердится, что холин продлевает «молодость» стволовых клеток, это даст основу для нутритивных стратегий против возрастных изменений крови.
• Диагностика лейкемии — снижение холина может стать маркером ранних стадий болезни.

Долгосрочно:

• Терапия — точечное воздействие на метаболизм клеток поможет создать лекарства, которые будут не убивать раковые клетки, а возвращать их в нормальное состояние.
• Биохакинг — если механизм работы холина полностью расшифруют, возможно, появятся добавки для поддержки кроветворной системы у пожилых или после химиотерапии.

Исследование проводилось in vitro (в пробирке), а не в живом организме. Клетки в костном мозге находятся в сложной микро среде — среди других клеток, сигнальных молекул и под влиянием гормонов. Не факт, что добавление холина в еду даст тот же эффект, что в лаборатории. Кроме того, избыток холина связывают с риском сердечно-сосудистых заболеваний — нужны осторожные клинические испытания.

Ранее ученые открыли роль гена в восстановлении кроветворных стволовых клеток.