Смогут ли ученые продлить нашу молодость?
Те, кто планирует дожить до глубокой старости, скорее всего, хотят, чтобы это была полноценная жизнь, а не тяжелое существование под гнетом хронических болезней. И хотя биологические процессы, такие как окислительный стресс, дегенерация межклеточного вещества и гибель клеток, необратимы, замедлить их вполне реально.
По данным одного из крупнейших инвестиционных банков Америки, больше всего средств в следующем десятилетии привлекут те медицинские и фармацевтические компании, которые работают над отсрочкой старости и смерти. Эксперты отмечают, что мир находится на пороге «беспрецедентного повышения качества и продолжительности жизни человека».
В материале, подготовленном вместе с научно-просветительской платформой Homo Science, рассказываем о наиболее перспективных направлениях в борьбе со старением.
Единого определения старения не существует. Например, одни считают, что этот процесс не поддается контролю; другие — и эта точка зрения в последнее время обрела заметную популярность — что мы можем отсрочить наступление старости.
Каким образом? Например, с помощью генетической инженерии. В результате возрастных изменений в клетках выключаются некоторые полезные гены. Из-за них снижается сопротивляемость организма, и он становится более подвержен натиску опасных заболеваний, таких как диабет II типа, артрит, гипертония и пр.
Контролировать это можно с помощью генной терапии. Она запускает гены, которые работать перестали, или усиливает их экспрессию.
На практике все гораздо сложнее: по генной терапии старения до сих пор не проведено ни одного клинического испытания. На то есть юридические причины: старение не считается заболеванием. Впрочем, это не мешает ставить эксперименты на животных, причем вполне успешные. Основными их участниками становятся мыши и крысы: они хорошо изучены, и их гены почти на 95 процентов совпадают с человеческими.
В геном мышей можно внести характерные для людей мутации и вызвать похожие болезни. В 2016 году ученые ставили эксперимент на животных с синдромом Хатчинсона — Гилфорда, который вызывает преждевременное старение. Для замедления хода болезни специалисты использовали методы эпигенетики, то есть «включения» и «выключения» генов без изменения ДНК. Эти вмешательства привели к тому, что мыши прожили на 30 процентов дольше, чем свойственно животным с этой патологией.
Частичное перепрограммирование in vivo может замедлять или обращать вспять процесс старения и увеличивать продолжительность жизни организма. Мы демонстрируем улучшение клеточных фенотипов, связанных со старением, путем кратковременной индукции в клетках мыши и человека. Эта платформа in vivo для перепрограммирования эпигенетических меток может быть использована для лучшего понимания физиологического старения, а также роли эпигенетики при старении млекопитающих
Alejandro Ocampo, Pradeep Reddy, Paloma Martinez-Redondo et al. / Cell, 2016
Для экспериментов на здоровом организме был выбран другой подход. В 2019 году группа ученых из Гарварда попробовала генно-терапевтический метод на взрослых мышах. Исследователи выбрали три гена, которые связаны с долголетием и устойчивостью к возрастным болезням, таким как ожирение, диабет II типа, фиброз почек и сердца. Они вводили животным вирусные конструкции на основе аденовирусов — устойчивых ДНК-содержащих частиц. Выбор такого вектора неслучаен: вирусы обладают точечным механизмом поражения клеток, куда доставляют свой генетический материал. Для успешного эксперимента вирусы упрощают, чтобы они не провоцировали иммунный ответ организма, а только доставляли нужные частицы. Препараты не вызвали патологий и уменьшили симптомы перечисленных заболеваний.
Небольшая продолжительность жизни мышей позволяет в короткий срок изучить несколько поколений животных. Но все-таки грызуны живут почти три года — и, соответственно, столько длятся эксперименты. Ускорить процесс можно, взяв в качестве подопытных существ, чья жизнь еще короче. И недавно они были найдены: это африканские рыбки нотобранх Фурцера, обитающие во временных водоемах Зимбабве и Мозамбика. Для этих животных характерна непродолжительная жизнь, в районе 3–4 месяцев. Получается, что эксперименты, которые необходимо проводить по несколько лет на мышах, можно успешно закончить в течение нескольких месяцев и сильно ускорить процесс изучения долголетия.
В 2019 году в России запустили проект исследования геномных основ возрастзависимых заболеваний человека на моделях рыб. Полная расшифровка геномов и дальнейшие опыты займут некоторое время, но уже сейчас найдена интересная закономерность: гены африканских рыбок схожи с теми, что были выявлены и у животных-долгожителей — китов и голых землекопов. Так что эксперименты по их редактированию, возможно, подскажут, как замедлить процесс наступления старости.
Группу веществ, действие которых направлено на увеличение продолжительности и улучшение качества жизни, называют геропротекторами — дословный перевод термина означает «защищающий от старения». Основным критерием геропротектора является способность увеличивать продолжительность жизни модельных организмов. Кандидаты в геропротекторы должны улучшать молекулярные, клеточные и физиологические биомаркеры до более молодого состояния или замедлять прогрессирование возрастных изменений этих маркеров.
По оценкам сайта geroprotectors.org, человечество уже разработало 259 геропротекторов, которые, правда, пока не протестированы на людях. Сложность заключается в том, что работающий геропротектор должен точечно воздействовать на определенные белки, влияющие на скорость старения. В организме человека около 30 тысяч генов и еще больше белков, так как один ген способен кодировать до десяти разных изоформ белка. Получается, что на пути к «мишени» лекарство может столкнуться с другим белком и вызвать непредсказуемую реакцию.
Проанализировать такой массив данных и оценить риск возможных последствий под силу только искусственному интеллекту. Это поняли создатели российского стартапа Gero — им принадлежит платформа для разработки лекарств GERO.AI. Сотрудники компании купили биобанки на сумму более 1 млн долларов, благодаря чему смогли изучить около 300 образцов плазмы, принадлежащей умершим пациентам. В результате с помощью машинного обучения был найден белок (название не раскрывается из соображений коммерческой тайны), который влияет на биологический возраст. Последующие эксперименты в лаборатории Национального университета Сингапура подтвердили эту теорию — правда, омолодить пока удалось только мышей.
Уже есть вещества, которые показали успешные результаты в борьбе со старением. Например, мелатонин — гормон, известный как регулятор биоритмов. Еще в 1970-х годах ученые установили, что мелатонин, введенный в виде препарата мышам, продлевает им жизнь, уничтожая свободные радикалы кислорода. Возможно, в скором будущем он станет компонентом в терапии старения — в некоторых зарубежных странах его уже назначают пенсионерам. Геропротекторные свойства также имеют некоторые лекарства, широко используемые для лечения сердечно-сосудистых заболеваний, — возможно, в скором времени спектр их назначения будет расширен.
В современной классификации ВОЗ описываются несколько возрастных категорий, среди которых имеются пожилой возраст (60–74 года), старческий (75–90 лет) и возраст долгожителей (свыше 90 лет). Начиная с пожилого возраста усугубляются так называемые болезни старения: сердечно-сосудистые, онкологические и другие виды заболеваний.
Сейчас активно развивается новое направление в медицине — гериатрия, основной задачей которой является продление активного периода жизни. Специалисты-геронтологи в нашей стране работают на базе Российского геронтологического научно-клинического центра РНИМУ им. Н.И. Пирогова.
По словам ученых центра, тема старения подвержена спекуляциям: существует огромное количество клиник, предлагающих услуги в этой области без опоры на какую-либо клиническую базу. Избежать этого можно, создав единую концепцию здорового долголетия.
Мы сейчас организуем целый ряд таких исследований, которые объединяют не только наш, но и другие центры. Например, создаем регистр долгожителей, смотрим, что влияет на продолжительность жизни людей. Создаем регистр людей, которые перенесли острый коронарный синдром в возрасте 80+. Есть исследования, которые касаются микробиоты кишечника и продолжительности жизни. Есть исследования, когда мы параллельно изучаем детей и родителей, отслеживаем у них биомаркеры старения. То есть это самые разные вмешательства, самые разные исследования.
Директор Российского геронтологического научно-клинического центра РНИМУ им. Н.И. Пирогова Ольга Ткачева
Составляющей стратегии, например, должно стать внедрение в медицинскую практику понятия биологического возраста человека. Для определения биологического возраста используются биомаркеры старения, в числе которых, например, параметры жесткости и толщины артериальной стенки. На основе этих данных выполняется расчет скорости старения артерий. Эти показатели позволяют своевременно начать лечение и предупредить развитие сердечно-сосудистых заболеваний.
Результатов научных исследований придется подождать, но кое-что мы можем сделать уже сейчас. Например, эксперименты на приматах показали, что продолжительность их жизни на 30–40 процентов зависит от питания и физической нагрузки. Сбалансированное меню и регулярный спорт доказанно снижают риск развития сердечно-сосудистых заболеваний, влияют на выносливость и внешний вид. Получается, уже сейчас мы можем замедлить процессы старения, не прибегая к инновационным технологиям, — от нас требуются только мотивация и дисциплина.
Следите за достижениями медицины в борьбе со старением, а также читайте материалы, посвященные здоровью, на научно-просветительской платформе Homo Science.
Реклама: ЧУ «Центр коммуникаций», ИНН 9705152344