Почему ткани могут повреждаться снова и снова после лечения?

Согласно гипотезе, часть хронически сенесцентных клеток в старой коже рассеивает механическую энергию и защищает соседние клетки от локальных перегрузок. Предполагается, что их удаление перераспределяет нагрузку через предварительно напряжённый матрикс и вызывает повреждение ДНК в оставшихся клетках ещё до их деления. Возникающее вторичное клеточное старение, согласно этой гипотезе, возобновляет взаимное повреждение кожи и сосудистой ткани. Поэтому улучшение после изменения релаксации матрикса может объясняться компенсацией утраченной механической защиты. Предполагается, что одновременное удаление вредных клеток и восстановление рассеивания механической энергии позволит уменьшить SPV_1.

Ожидается, что контрольные микрогели того же размера и начальной жёсткости, но с другой способностью рассеивать энергию, такого эффекта не дадут. Гипотеза также предсказывает, что первые повреждения возникнут в клетках, в которых ещё не начался синтез ДНК. Если механические заменители не предотвращают рецидив, хотя восстановление распределения нагрузки подтверждено, это ослабляет гипотезу механической защиты и поддерживает конкурирующие гипотезы о химическом, генотоксическом или регуляторном механизме.

Контрольные микрогели того же размера и начальной жёсткости, но с другой способностью рассеивать энергию, такого эффекта не дают. Первые повреждения возникают в клетках, в которых синтез ДНК ещё не начался. Если механическая замена не предотвращает рецидив, хотя восстановление распределения нагрузки подтверждено, результат больше согласуется с химической, генотоксической или регуляторной гипотезой, чем с гипотезой механической защиты.

Химические изменения фибронектина могут повторно запускать клеточное старение за счёт изменения связывания с интегринами даёт другое предсказание: После подтверждённого удаления исходных клеток, проведённого одинаково во всех сравниваемых условиях, инертные микрогели, воспроизводящие расположение этих клеток и их способность рассеивать энергию, предотвращают ранние пики деформации ядер, последующее появление новых сенесцентных клеток и повреждение сосудистой ткани, связанной с кожей. Контрольные микрогели того же размера и начальной жёсткости, но с другой способностью рассеивать энергию, такого эффекта не дают. Первые повреждения возникают в клетках, в которых синтез ДНК ещё не начался. Если механическая замена не предотвращает рецидив, хотя восстановление распределения нагрузки подтверждено, результат больше согласуется с химической, генотоксической или регуляторной гипотезой, чем с гипотезой механической защиты.

Разрезание ДНК мобильным генетическим элементом может вновь запустить клеточное старение после удаления стареющих клеток даёт другое предсказание: После одинакового подтверждённого удаления исходных клеток инертные микрогели, воспроизводящие их расположение и способность рассеивать энергию, предотвращают ранние пики деформации ядер, последующее появление новых сенесцентных клеток и повреждение связанной сосудистой ткани. Контрольные микрогели того же размера и той же начальной жёсткости, но с другой способностью рассеивать энергию, такого эффекта не дают. Первые повреждения возникают в клетках, которые ещё не начали синтез ДНК. Если замена клеток микрогелями не предотвращает рецидив, хотя восстановление распределения нагрузки подтверждено, этот результат ослабляет эту гипотезу и говорит в пользу конкурирующих гипотез, связывающих рецидив с химическими, генотоксическими или регуляторными процессами.

После удаления хронически сенесцентных клеток рецидив возникает из-за запаздывания отрицательной обратной связи в системе иммунного надзора. Снижение клеточной нагрузки приводит к отсроченному снижению эффективной цитотоксической активности; новые сенесцентные клетки успевают накопиться и повредить соседнюю ткань до восстановления иммунного надзора. Причиной рецидива служит сохраняющееся рассогласование во времени между клеточной нагрузкой и иммунным ответом. Матрикс может влиять на то, как быстро устанавливаются контакты между клетками и происходит распознавание клеток-мишеней, однако эта гипотеза не требует самостоятельного механического источника повторного клеточного старения. Сокращение задержки иммунного ответа должно стабилизировать SPV_2 и ослабить волны повреждения, распространяющиеся между тканями.

При той же суммарной цитотоксической активности и исходном запаздывании рецидив должен сохраняться. Измеренный фазовый сдвиг между появлением новых сенесцентных клеток и их удалением должен позволять заранее предсказать время следующего пика. Если после подтверждённой коррекции задержки рецидив сохраняется, это опровергает гипотезу о том, что одного запаздывания иммунного ответа достаточно для его возникновения.

Контрольные микрогели того же размера и начальной жёсткости, но с другой способностью рассеивать энергию, такого эффекта не дают. Первые повреждения возникают в клетках, которые ещё не начали синтез дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Если механическая замена клеток микрогелями не предотвращает рецидив при подтверждённом восстановлении распределения нагрузки, этот результат ослабляет механическую гипотезу в пользу химической, генотоксической или регуляторной гипотезы.

Химические изменения фибронектина могут повторно запускать клеточное старение за счёт изменения связывания с интегринами даёт другое предсказание: При одинаковом составе матрикса, одинаковой начальной клеточной нагрузке и одинаковой суммарной цитотоксической активности за время наблюдения сокращение задержки иммунного ответа приводит к восстановлению, которое сопровождается затуханием повторных волн сенесценции. При той же суммарной активности и исходной задержке ответа рецидив сохраняется. Измеренный фазовый сдвиг между появлением новых сенесцентных клеток и их удалением позволяет заранее предсказать время следующего пика. Если после подтверждённого сокращения задержки рецидив сохраняется, одной этой гипотезы недостаточно для его объяснения.

Разрезание ДНК мобильным генетическим элементом может вновь запустить клеточное старение после удаления стареющих клеток даёт другое предсказание: При одинаковом составе матрикса, одинаковой начальной клеточной нагрузке и одинаковой суммарной цитотоксической активности за время наблюдения сокращение задержки иммунного ответа приводит к восстановлению, которое сопровождается затуханием повторных волн сенесценции. При той же суммарной активности и исходной задержке ответа рецидив сохраняется. Измеренный фазовый сдвиг между появлением новых сенесцентных клеток и их удалением позволяет заранее предсказать время следующего пика. Если после подтверждённого сокращения задержки рецидив сохраняется, одной этой гипотезы недостаточно для его объяснения.

Согласно гипотезе, источник рецидива сохраняется в химически изменённых участках фибронектина. Самопроизвольное дезамидирование превращает последовательности NGR в последовательности isoDGR, содержащие изоаспартат, и меняет взаимодействие белка с интегринами. Предполагается, что после удаления сенесцентных клеток эти участки продолжают вызывать патологическое прикрепление и активацию новых клеток. В результате должны возобновляться клеточное старение и повреждающее взаимодействие с сосудистой тканью. По этой гипотезе, ковалентная структура белка сохраняет изменения, вызывающие рецидив. Избирательное подавление активности isoDGR при сохранении механических свойств матрикса должно уменьшить SPV_1.

Их избирательное маскирование должно предотвращать рецидив, а добавление определённых isoDGR-содержащих фрагментов должно вновь вызывать его. Изменение одной только релаксации при неизменной доступности isoDGR должно давать существенно меньший эффект. Если химическая коррекция при подтверждённом действии на мишень не влияет на рецидив, результат ослабляет эту гипотезу в пользу гипотез о механической или внутриклеточной причине рецидива.

Контрольные микрогели того же размера и с той же начальной жёсткостью, но с другой способностью рассеивать энергию, по этому предсказанию, не должны давать такого эффекта. Первые повреждения должны возникать в клетках, которые ещё не приступили к синтезу дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Если механическая замена клеток при подтверждённом восстановлении распределения нагрузки не предотвращает рецидив, результат ослабляет эту гипотезу в пользу гипотез о химической, генотоксической или регуляторной причине рецидива.

Если иммунная система удаляет сенесцентные клетки с задержкой, это может вызывать повторные волны их накопления и повреждения тканей даёт другое предсказание: При одинаковом составе матрикса, одинаковой начальной клеточной нагрузке и одинаковой суммарной цитотоксической активности сокращение задержки иммунного ответа приводит к затуханию повторных волн клеточного старения и восстановлению. При той же суммарной активности и исходной задержке рецидив сохраняется. Измеренный сдвиг фазы между появлением новых сенесцентных клеток и их удалением позволяет заранее предсказать время следующего пика. Если после подтверждённой коррекции задержки рецидив сохраняется, это опровергает гипотезу о том, что задержка иммунного ответа достаточна для объяснения рецидива.

Разрезание ДНК мобильным генетическим элементом может вновь запустить клеточное старение после удаления стареющих клеток даёт другое предсказание: На матриксах с одинаковой начальной жёсткостью, одинаковой релаксацией и одинаковой плотностью обычных участков прикрепления частота повторного клеточного старения зависит от количества доступных участков isoDGR. Их избирательное маскирование предотвращает рецидив, а добавление определённых isoDGR-содержащих фрагментов вновь вызывает его. Изменение одной только релаксации при фиксированной доступности isoDGR даёт существенно меньший эффект. Если химическая коррекция с подтверждённым действием на мишень не влияет на рецидив, это снижает убедительность гипотезы по сравнению с гипотезами о механическом или внутриклеточном источнике рецидива.

Согласно гипотезе, эндонуклеазная активность мобильного генетического элемента LINE-1 запускает повторное клеточное старение в клетках, ещё способных делиться. Речь о клетках, которые сохраняют эту способность на момент удаления популяции клеток, длительно пребывающих в состоянии клеточного старения. Предполагается, что белок ORF2 вызывает новые повреждения ДНК, в том числе при неудачных попытках встраивания LINE-1. Эти клетки позднее становятся источником вторичного клеточного старения и межтканевого повреждения. По этой гипотезе, источником повторного повреждения служит продолжающийся внутриклеточный генотоксический процесс. Подавление эндонуклеазной активности до новой волны повреждения должно стабилизировать SPV_2 даже при сохранении прежнего матрикса.

В отслеживаемых клетках, которые ранее не находились в этом состоянии, сначала должна повыситься активность LINE-1 и увеличиться число повреждений ДНК. Затем эти клетки должны перестать делиться, устойчиво сохранять это состояние и приобрести секреторный фенотип. После подавления LINE-1 восстановление активности с помощью ORF2 с сохранённой эндонуклеазной активностью должно вызвать рецидив. При сопоставимом уровне экспрессии вариант ORF2 с отключённой эндонуклеазной активностью не должен вызывать рецидив. Коррекция механических свойств матрикса и маскирование isoDGR не должны устранять это различие. Если подтверждено, что вмешательство подействовало, а рецидив не зависит от эндонуклеазной активности, гипотеза опровергается.

Контрольные микрогели того же размера и начальной жёсткости, но с другой способностью рассеивать энергию, не должны давать такого эффекта. Первые повреждения должны возникать в клетках, которые ещё не начали синтез ДНК. Если механическая замена клеток микрогелями не предотвращает рецидив при подтверждённом восстановлении распределения нагрузки, гипотеза получает меньшую поддержку, чем конкурирующие гипотезы, предполагающие химический, генотоксический или регуляторный механизм.

Если иммунная система удаляет сенесцентные клетки с задержкой, это может вызывать повторные волны их накопления и повреждения тканей даёт другое предсказание: При одинаковом составе матрикса, одинаковой начальной клеточной нагрузке и одинаковой суммарной цитотоксической активности сокращение задержки иммунного ответа приводит к затуханию повторных волн клеточного старения и восстановлению. При той же суммарной цитотоксической активности и исходной задержке рецидив сохраняется. Измеренный сдвиг фазы между появлением новых стареющих клеток и их удалением позволяет заранее предсказать время следующего пика. Если после подтверждённой коррекции задержки рецидив сохраняется, это опровергает гипотезу о том, что задержка иммунного ответа полностью объясняет рецидив.

Химические изменения фибронектина могут повторно запускать клеточное старение за счёт изменения связывания с интегринами даёт другое предсказание: На матриксах с одинаковой начальной жёсткостью, одинаковыми характеристиками релаксации и одинаковой плотностью обычных участков прикрепления частота повторного клеточного старения зависит от количества доступных isoDGR. Их избирательное маскирование предотвращает рецидив, а добавление определённых isoDGR-содержащих фрагментов приводит к повторному клеточному старению. Изменение одной только релаксации при фиксированной доступности isoDGR даёт существенно меньший эффект. Если химическая коррекция с подтверждённым действием на мишень не влияет на рецидив, это ослабляет гипотезу о роли isoDGR и говорит в пользу гипотез о механических свойствах матрикса или внутриклеточных процессах.