Основной задачей нашей компании является разработка технологии продления человеческой жизни в молодом и здоровом состоянии, а также улучшение её качества.

Для достижения этих целей наша организация занимается систематизированием знаний, опыта и методологии в области мутагенеза, клеточных-регенеративных технологий, генетической модификации клеток, установлением безопасности и эффективности клеточных технологий в доклинических и клинических исследованиях.

Причина старения, по нашему мнению, кроется на молекулярном уровне, и мы исходим из того, что старение клетки происходит за счёт мутаций и модификаций ДНК.

Клетки человека по типам старения можно разделить на два типа:

1.  Обычные соматические клетки организма стареют из-за укорочения теломер – повторов ДНК на концах хромосом, которые укорачиваются при каждом делении. После того, как теломеры израсходованы, начинает расходоваться ДНК, располагающаяся непосредственно за ними и несущая информацию о гистонах – белках, которые участвуют в упаковке ДНК в хромосомы и тем самым отвечают за целостность и расхождение хромосом при митозе. Если происходит деление клетки с ДНК несущей повреждённую информацию о гистонах, и они не синтезируются, то деление происходит неправильно, и клетка либо погибает, либо становится старой (сенесцентной) – не может более делиться, неправильно функционирует и вырабатывает факторы воспаления. В целом это защитный противораковый механизм, призванный необратимо ограничить деление клеток.
2.  На стволовые клетки (СК) укорочение теломер не распространяется, но со временем они перестают делиться из-за накопления мутаций, что приводит к замедлению и невозможности регенерации, а как следствие к старению и смерти. Основной вклад в повреждение ДНК вносят мобильные генетические элементы и эндогенные ретровирусы, их вклад в общее повреждение ДНК 90-99%. Мобильные генетические элементы (МГЭ) или, как их назвала первооткрыватель Барбара Мак-Клинток, – Управляющие генетические элементы, имеют, как и ретровирусы, возможность копирования и вставки в новое место, предпочтительно в похожие на собственные концевые участки места генома. С помощью существовавших ранее методов секвенирования невозможно было точно определить количество МГЭ, так как средняя длина ридов при прочтении была меньше, чем длина МГЭ. Теперь же это возможно при помощи системы MinION. МГЭ составляют почти половину из 3-х миллиардов пар оснований, составляющих человеческий геном. Они более сильно метилируются, чем другие участки ДНК, в следствие чего имеют сильное сродство с ацетилированными гистонами. Поэтому при их размножении в геноме и последующем метилировании блокируются целые участки ДНК, в результате чего и образуется паттерн метилирования. Дифференцировка клеток в различные типы идёт вместе с размножением МГЭ по хромосомам. В целом размножение МГЭ ведёт не только к мутациям, но и к увеличению размера генома. Связь МГЭ со старением подтверждена в тестах in vitro и in vivo. В половых эмбриональных клетках на определённых стадиях включается механизм вырезания МГЭ и вирусных последовательностей (пиРНК и пиви-белки). За счёт этого механизма и удаляются все встроенные МГЭ и вирусы, в результате чего и происходит омоложение клеток. В человеческой ДНК остались активны лишь ретротранспозоны LINE1 и зависимые от них Alu-повторы, а также ретровирусы. 

Вывод - для возобновления регенерации нужно получить СК, модифицировать, размножить в среде с антимутагенами и ингибиторами активности МГЭ, проконтролировать профиль и заново ввести в организм СК. Основная задача состоит в подборе малых молекул для блокирования ферментов ретротранспозонов и ретровирусов, в присутствии таких малых молекул ретротранспозоны и ретровирусы не будут активны при размножении СК вне организма – в реакторе. Плюс к этому подобрать набор антимутагенов для минимизации количества точечных мутаций, дополнительно для этого можно, но не обязательно, искусственно активировать систему репарации ДНК.

Описание технологии

Разберём все этапы на составляющие с сопутствующими им проблемами.

1.  Получение. Стволовые клетки имеют свойство хемотаксиса к местам повреждений. Если в соединительную ткань вводить пористый титановый шарик, смоченный фактором хемотаксиса стволовых клеток, то извлечённый он будет содержать стволовые клетки, которые можно позже высеять для размножения. Этот подход позволит избежать лишних генетических манипуляций с получением ИПСК из соматических клеток. Нами разработана методика идентификации и выделения веществ, вызывающих хемотаксис у СК.
2.  Контроль качества - должен происходить после получения СК и перед введением. Контроль известных канцерогенных мутаций. Контроль мутацийde novo – севенирование с помощью MinION. Контроль количества МГЭ (LINE1, Alu, HERVH) с помощью цифровой ПЦР (нами разработана тест-система на основе цифровой ПЦР для количественного определения размножения ретротранспозонов и ретровирусов, и скрининга малых молекул на способность подавлять активность ретротранспозонов и ретровирусов). Контроль профиля активности генов клеток (профиль секвенируемых мРНК и некодирующих с помощью секвенирования NGS). Наличие вирусов –определение всех известных вирусов с помощью высокопроизводительного секвенирования. Предохранитель – вносимый ген апоптоза с промотором, активирующимся от малых молекул, уже существуют готовые варианты. Модификация – внесение изменений предлагается по средствам системы CRISPR. Вносимые изменения будут заключаться в вырезании МГЭ до соответствия (омоложения) СК требуемому профилю, а также в удалении онкогенных мутаций.
3. Размножение СК – должно происходить в условиях, которые не допускают появления точечных мутаций и размножения МГЭ и вирусов. Основным компонентом являются здесь малые молекулы, предназначенные для предотвращения размножения МГЭ и вирусов. Антимутагены добавляются ко всем типам точечных мутаций. Для установления и скрининга антимутагенов нами разработана скрининг система на основе теста Эймса и цифровой ПЦР. Нужно разработать молекулярный предохранитель, который ускоренно бы убивал клетки, в которых произошли мутации, ретротранспозиции и инфицирование вирусами. Предполагается использовать активацию белкаBax (как в эмбриональных клетках – это обеспечит надёжный и быстрый апоптоз при возникновении мутаций) и активируемую двух цепочечной (вирусной) РНК каспазу.
4.  Введение в организм. Предлагается предварительное определение того, какие ткани могут замещать СК, каких зародышевых листков и при каких способах введения. Установить это можно, трансплантировав СК от животных чистой линии с внесённым геном флуоресценции животным той же чистой линии, но без гена флуоресценции, исследовав различные гистологические образцы.
5. Удаление сенесцентных клеток и борьба с раковыми заболеваниями предполагается на основе активации иммунных клеток. Иммунотерапия рака.

Отработка и валидация всей технологии до достижения приемлемого уровня риска с учётом индивидуального уровня генетической нестабильности испытуемых животных проводится на мышах и крысах, а на финальной фазе доклинических исследований на обезьянах. Ещё до завершения этих испытаний будет проходить отбор добровольцев для проведения клинических исследований при условии одобрения их протокола надзорными органами.

Мы готовы рассмотреть варианты венчурного инвестирования средств в данный проект, и если Вы заинтересованы в развитии описанной технологии и готовы инвестировать в неё, как и мы, то можете связаться с нами ЗДЕСЬ.

Чагин Алексей Сергеевич – Директор БИОКОНСАЛТИНГ