Конечная продолжительность жизни нормальных клеток in vivo
Если бы все типы клеток регулярно обновлялись, не теряя функцию или способность к самообновлению, то состоящие из этих клеток органы могли бы нормально функционировать неопределенно долго. Их хозяин жил бы вечно. Вейсман указывал, что обновление клеточных популяций во многих тканях не происходит, а если и происходит, то клеточная пролиферация не бесконечна. Похожие результаты получены в экспериментах in vitro. Многократно пересеваемые нормальные клетки смертны; в ходе их размножения в них происходят возрастные изменения, а затем они погибают. Тогда можно ли избежать смерти нормальных клеток животного одновременно со смертью "хозяина" путем серийного переноса маркированных клеток более молодым животным? Такие эксперименты in vivo были бы аналогичны экспериментам, проводимым in vitro. Если аналогия точна, можно было бы предсказать, что все клетки, серийно трансплантированные в правильно подобранные инбредные организмы хозяев, будут стареть так же, как и их собратья in vitro. Такие эксперименты должны были бы в значительной степени устранить возражения по поводу исследований in vitro, что они основаны на искусственности среды. Вопрос мог быть решен серийной ортотопической трансплантацией нормальной соматической ткани новым молодым инбредным хозяевам каждый раз при приближении реципиента к старческому возрасту. Опубликованные данные многих лабораторий, в которых были исследованы ткани молочных желез грызунов [ Daniel, ea 1968 ], кожа [ Krohn, ea 1962 ] и гематопоэтические клетки [ Cudkowicz, ea 1964 , Ford, ea 1959 , Harrison, ea 1973 , Harrison, ea 1975 , Hellman, ea 1978 , Siminovitch, ea 1964 ], показали, что нормальные клетки, серийно трансплантируемые инбредным хозяевам, не обнаруживают способности к неограниченной пролиферации или бесконечной жизни. Трансплантационная травма скорее всего не влияет на эти результаты и при гетерохронных трансплантациях время выживания связано c возрастом пересаженной ткани [ Krohn, ea 1962 ]. В отличие от этого раковые клетки могут часто быть пассированы неопределенно долго. Таким образом, бессмертие раковых клеток in vitro проявляет себя также и in vivo. Многие трансплантаты нормальных тканей in vivo имели более длительную жизнь до старения и смерти, чем продолжительность жизни донора или хозяина. Этот факт иногда ошибочно интерпретировался в том смысле, что нормальные клетки могут постоянно размножаться на протяжении промежутков времени, превышающих видовую продолжительность жизни. Однако поведение пересаженной ткани не похоже на поведение культивируемых клеток. Культуры обычно содержат большие группы делящихся клеток и, кроме того, клетки обычно находятся в состоянии постоянной готовности к делениям. Делящиеся клетки в пересаженной нормальной ткани составляют лишь небольшую часть ее объема; кроме того, они не могут находиться в состоянии постоянной репликации. Например, если бы фибробласты в пересаженной ткани обнаруживали частоту удвоений, характерную для таких же клеток in vitro, то трансплантат очень скоро весил бы больше, чем хозяин. Таким образом, важно понять, что длительное время выживания не эквивалентно времени пролиферации или числу циклов делений. Клетки в трансплантатах имеют очень низкую скорость репродуктивного оборота. Это аналогично содержанию нормальных культур клеток при комнатной температуре: в этих условиях удлиняется календарное время жизни клеток, но не увеличивается число удвоений популяции. Можно создать in vitro условия для выживания пересаженной ткани за пределами срока жизни некоторых видов животных, которые служили донорами, путем содержания нормальных культур клеток при низкой температуре в течение времени, превышающего срок жизни донора. Однако это не означает (как и в случае с пересаженной тканью), что культуры клеток избегают старения. Неспособность нормальных трансплантированных клеток к неограниченному размножению in vivo означает, что даже при наличии "идеальных" условий питания и окружающей среды, предоставленных организмом изологичного (т.е. с идентичными генами) животного, трансплантированные нормальные клетки все же не становятся бессмертными. Это приводит к заключению о бесполезности поиска идеальных условий in vitro, при которых нормальные клетки обнаружили бы свое бессмертие. Конечность пролиферативной способности нормальных клеток постоянно обнаруживается как in vivo, так и in vitro.
