Lange lebte Spulwürmer Identifizierung neuer anti-aging-Komponenten, von der FDA zugelassenen Medikamente

Forscher von Gero, Skolkovo Institute of Science and Technology (Skoltech), Moskauer Institut für Physik und Technologie (MIPT), und University of Arkansas for Medical Sciences (UAMS) haben zusammengearbeitet, um daraus einen transkriptomischen Unterschrift des Alterns, die Sie bestätigt, mit großen transkriptomischen Datenbanken. Sie entdeckt, dass das Altern in Nematoden ist teilweise programmiert und kann therapeutisch Umgekehrt durch eine Reihe von FDA-zugelassenen Medikamente. Die Studie ist veröffentlicht in Wissenschaftliche Berichte.

C. elegans, ein nonparasitic Fadenwurm ist eines der am intensivsten untersuchten Tiere auf der Erde. Sein Genom war das erste sequenzierte unter den vielzelligen Organismen; jede und jeder von seinen fast tausend Zellen wurde geprägt von Biologen. Diese Nematoden haben normalerweise eine kurze Lebensdauer von 15 bis 25 Tagen, was eine bequeme Modellorganismus für die Alterung Studien. Allerdings ist Ihre Lebensdauer kann verlängert werden, fast das Zehnfache, durch die Einführung einer mutation eines einzelnen Gens. Details blieben unbeantwortet, wie es zu einer so dramatischen Eingriff Auswirkungen auf die Genexpression und Alterung zu erreichen, diese Erweiterung, und ob es nachgeahmt therapeutisch, idealerweise mit den Drogen, die bereits für den menschlichen Gebrauch zugelassen.

Um diese Frage zu beantworten, hat ein internationales team von Forschern unter Leitung von Peter Fedichev, einer der Gründer des Langlebigkeit biotech-startup Gero, erforderlich gen-Aktivität Daten von Nematoden, die mit einer Vielzahl von Lebenszeiten, in vielen Altersgruppen, die über Ihre Lebensdauer. Der UAMS-Forscher erstellt die notwendigen Stämme (Mutanten Würmer in einem ständigen, normalen hintergrund) sowie normal -, Wildtyp-Würmer nach der Unterdrückung der ausgewählten zielgene, und beurteilt Ihren Ausdruck-profile in verschiedenen Erwachsenen-Altersgruppen.

Die Gero/Skoltech/MIPT Wissenschaftler dann genutzt machine learning-Techniken zur Analyse dieser experimentellen Ergebnisse und vergleichen Sie Sie mit früheren Daten aus öffentlichen Ressourcen. Die Kosten der daraus resultierende Datensatz, benannt MetaWorm, nähert sich $10 Millionen und ist ein perfektes Beispiel der wissenschaftlichen „Daten-recycling.“ Durch Analyse der einzigartigen MetaWorm dataset, Sie bestätigt und erweitert die Muster der transkriptomischen Verschiebungen, die Sie begleiten Nematoden-aging.

„Unsere Hauptsorge war, dass das Altern in einer extrem langlebigen Wurm sein könnte, völlig Verschieden von der normalen, Wildtyp-Nematoden. In diesem Fall, die Radikale Verlängerung der Lebensdauer würde erfordern komplexe Interventionen und Untersuchungen von Tieren mit drastisch verlangsamt Alterung würde nicht helfen, uns in unserer Suche nach einer wirklich effektiven anti-aging-Therapie“, erklärt Peter Fedichev, der principal investigator der Gero/Skoltech/MIPT Gruppe.

Es stellte sich heraus, dass auf molekularer Ebene, der Prozess des Alterns in den Nematoden immer entfaltet sich in der gleichen Weise, und alle die beobachteten Unterschiede in der Lebensdauer angezeigt, um änderungen in die rate des Alterns. Die Forscher vorgeschlagen, dass ähnliche Effekte sollten erreichbar sein, ohne genetische Eingriffe. Zum testen der Hypothese, die von den Forschern verwendete Connectivity-Karte (CMAP) erstellt von Wissenschaftlern an der Broad Institute des MIT und Harvard. CMAP enthält Informationen über die Wirkung von fast allen verfügbaren FDA-zugelassene Medikamente, die auf die Aktivität von Genen in menschliche Zellen. Die Forscher suchten nach Drogen, die verändern die menschliche gen-expression in einer Art und Weise gegen die altersbedingten Veränderungen beobachtet, die für die entsprechenden Gene bei Fadenwürmern.

Von den 1309 Drogen in den CMAP-Datenbank, die Forscher wählten 10 Kandidaten, die scheinen, wirken auf die Gene in die gewünschte Richtung. Sechs von diesen Medikamenten hatte zuvor dokumentiert anti-aging-Potenzial, während 4 von den in die engere Drogen nie studierte, bevor in diesem Kontext. Das experiment hat gezeigt, dass alle diese Medikamente verlangsamen Altern in Nematoden-wenn auch in unterschiedlichem Grad. Die effizienteste Verbindung erweitert die Nematoden-Lebensdauer um 30%.

„Diese Studie führte zu mehreren praktischen Implikationen für die altersforschung und der zunehmenden Langlebigkeit der Industrie. Erstens, wir haben gezeigt, dass das Altern in Nematoden ist teilweise programmiert und geändert werden kann therapeutisch. Dies kann auch zutreffen, für die anderen vielzelligen Organismen, den Menschen eingeschlossen. Zweitens haben wir vorgeschlagen, eine neue Methode der Suche nach lebensverlängernden Substanzen. Das übliche Verfahren umfasst das aufwändige screening großer Bibliotheken von potenziellen Medikamenten. Leider auch erfolgreich, trifft manchmal verpasst bekommen, durch Zufall oder durch nicht-optimale Dosierung. Unsere Methode ermöglicht eine gezielte Suche nach den verbindungen mit der gewünschten Aktivität, einschließlich FDA-zugelassenen Medikamente. Die letzteren verbindungen haben den Vorteil, dass Sie bereits bestanden haben, alle notwendigen klinischen Studien und können verwendet werden, off-label-anti-aging-Medikamente,“ sagte Andrei Tarkhov, Gero Forschungs-Wissenschaftler und ein Ph. D. Kandidat an Skolkovo Institute of Science and Technology.