С возрастом в клетках организма происходит множество изменений, одно из которых — снижение уровня важного кофермента никотинамидадениндинуклеотида (NAD+). Этот кофермент критически важен для энергетического обмена в митохондриях — "энергетических станциях" клетки. Исследователи задались вопросом: может ли искусственное поддержание высокого соотношения NAD+/NADH в митохондриях замедлить старение и продлить жизнь?

Команда ученых опубликовала в журнале Aging & Disease результаты исследования, в котором они использовали генетические методы для изменения окислительно-восстановительного баланса в митохондриях. В качестве модельного организма была выбрана фруктовая мушка Drosophila melanogaster (дрозофила). Ученые внедрили в ее митохондрии дрожжевой фермент NDI1, который способен окислять NADH обратно в NAD+, минуя стандартный комплекс дыхательной цепи, что приводит к повышению соотношения NAD+/NADH.

Экспрессия фермента NDI1 привела к значительному увеличению продолжительности жизни мушек — как средней, так и максимальной. У генетически модифицированных насекомых наблюдалось улучшение двигательной активности в пожилом возрасте по сравнению с контрольной группой. Отмечено снижение уровня возрастного окислительного стресса и повреждения тканей. Вмешательство помогло сохранить целостность митохондриальной сети и улучшить энергетический статус клеток стареющего организма.

Интересно, что положительные эффекты зависели от того, в каких именно тканях экспрессировался фермент. Наиболее выраженное влияние на продолжительность жизни и маркеры старения наблюдалось при активации NDI1 в нейронах и клетках кишечника — тканях, которые играют ключевую роль в системной регуляции старения . При этом чрезмерная экспрессия фермента во всем теле могла приводить к негативным последствиям, что подчеркивает важность тонкой настройки метаболических вмешательств.

Данная работа подтверждает гипотезу о том, что поддержание митохондриального пула NAD+ является критически важным для долголетия. Хотя эксперименты проводились на дрозофилах, фундаментальные механизмы клеточного дыхания и старения консервативны в ходе эволюции. Это открывает новые перспективы для разработки терапевтических стратегий, направленных на повышение уровня NAD+ в митохондриях млекопитающих и человека, с целью замедления возрастных изменений и борьбы с нейродегенеративными заболеваниями.