Както науката предлага да се отложи смъртта.
Когато стареенето се разпознае като болест, какви гени са свързани с него, има ли ограничение за дълголетието и колко опасно е биохакирането - в интервю с един от победителите в конкурса „Откриване на годината“Александър Тишковски.
През декември Indicator. Ru и проектът „Аз съм в науката“проведоха конкурс за най-добро изследване на руски учени за годината „Откриване на годината“. Според резултатите от гласуването на експертите един от победителите в младежката номинация на конкурса беше старши научен сътрудник в Лабораторията за системна биология на стареенето, Научноизследователски институт по физическа химия на Московския държавен университет. М. В. Ломоносов и Харвардското медицинско училище Александър Тишковски със статия за молекулярните механизми на удължаване на живота в клетъчния метаболизъм. Разговаряхме с него за същността на откритието, което направи с колегите си - но не само.
Александър, разкажи ни за изследванията си. Доколкото разбирам, вие взехте добре познатите методи за удължаване на живота и погледнахте как точно, на молекулярно ниво, те влияят върху тялото на мишки. Какво открихте?
- Основната ни задача беше да разберем дали методите за удължаване на живота имат някакви общи механизми. Към днешна дата вече има повече от 20 различни начина за увеличаване на продължителността на живота при животни - това са различни диети (например нискокалорични) и лекарства (например рапамицин), както и някои генетични влияния. Сред последните, една от най-известните е мутация, която води до дефицит на растежен хормон. В резултат се получават мишки-джуджета, но това вече е достатъчно, за да живеят един и половина пъти по-дълго от обикновените. В работата си потърсихме молекулярни механизми, общи за всички тези методи. За да направим това, изложихме мишките на различни влияния и след няколко месеца измерихме тяхното ниво на генна активност. Интересуваше ни как се е променила работата на гените под влияние на този или онзи метод за удължаване на живота. Оказа сеактивността на около 300 гена всъщност се променя по подобен начин, независимо от вида на експозиция. Освен това е известно, че различните методи удължават живота в различна степен: диета например с около 30%, дефицит на хормона на растежа - с 50%, лекарства - само с 10–20%. Установихме, че активността на някои гени е свързана до степента, в която определена експозиция ще увеличи продължителността на живота на животно. Тоест, колкото по-активен е генът, толкова по-дълго ще живее средната мишка и обратно. Оказва се, че намерените биомаркери позволяват да се прецени не само, че ефектът ще бъде ефективен по принцип, но и да се направи извод за това колко ще увеличи продължителността на живота.дефицит на хормона на растежа - с 50%, лекарствата - само с 10–20%. Установихме, че активността на някои гени е свързана до степента, в която определена експозиция ще увеличи продължителността на живота на животно. Тоест, колкото по-активен е генът, толкова по-дълго ще живее средната мишка и обратно. Оказва се, че намерените биомаркери позволяват да се прецени не само, че ефектът ще бъде ефективен по принцип, но и да се направи извод за това колко ще увеличи продължителността на живота.дефицит на хормона на растежа - с 50%, лекарствата - само с 10–20%. Установихме, че активността на някои гени е свързана до степента, в която определена експозиция ще увеличи продължителността на живота на животно. Тоест, колкото по-активен е генът, толкова по-дълго ще живее средната мишка и обратно. Оказва се, че намерените биомаркери позволяват да се оцени не само, че ефектът ще бъде ефективен по принцип, но и да се направи извод за това колко ще увеличи живота.но и да направя заключение за това колко ще увеличи продължителността на живота.но и да направя заключение за това колко ще увеличи продължителността на живота.
Какви точно са тези гени?
- Има няколко стотин такива гени, но много от тях участват в едни и същи клетъчни процеси. Например много гени, които са намалили своята активност, са замесени в имунния отговор. Интуитивно имунният отговор се възприема като полезен механизъм, но всъщност с възрастта активността на някои елементи на имунната система се увеличава и хроничното възпаление се превръща в един от факторите в развитието на заболявания, свързани с възрастта. За това в науката има дори отделен термин възпаление, от думите „възпаление“(възпаление) и „стареене“(стареене). Следователно не е изненадващо, че лечението с удължаване на живота изключва гените, свързани с този процес. От друга страна, наблюдавахме увеличаване на активността на гените, участващи в окислителното фосфорилиране и метаболизма на глюкозата, тоест получаването на енергия от клетката. По-рано беше показаноче с възрастта интензивността на енергийния метаболизъм намалява при различни животни, включително хора. Продължаващите живота лечения забавят този процес.
Как вашите резултати помагат да намерите нови средства за удължаване на живота?
Промоционално видео:
- Опростяването на търсенето на нови начини за удължаване на живота е основната цел на нашата работа. Днес, за да се докаже ефектът на този или онзи ефект върху живота на мишките, е необходимо да се изчака смъртта на животните, получаващи този ефект и да видим колко дълго живеят в сравнение с обикновените мишки. И живеят до четири години. Тоест, за да тествате ефективността на едно лекарство, ще трябва да нахраните голяма група мишки с него през всичките тези години. Това отнема много време и финансови средства, защото някои лекарства са доста скъпи. Нашите резултати ни позволяват да прогнозираме ефекта на експозицията само за два до три месеца, веднага щом това се отрази върху активността на биомаркеровите гени в организма. Ще можем да го измерим и да преценим дали продължителността на живота ще бъде увеличена. Този подход дава възможност за значително ускоряване и намаляване на разходите за търсене на нови влияния. В момента тестваме около десет от нашите прогнозирани лекарства за живота при възрастни мишки. Все още не мога да направя заключения, тъй като експериментът още не е завършен, но вече на този етап виждаме забележими резултати.
Защо изобщо се интересувате от темата за удължаването на живота?
- Честно казано, никога не съм мислил как се е случило. Мисля, че тук има два фактора. Първо, много ме интересува биоинформатиката и като цяло приложението на математическите методи в биологията. Стареенето е процес, в който участват всички системи на тялото, няма нито един превключвател, който да го задейства. И именно при изучаването на механизмите за стареене е най-оптимално да се използва системен подход, а оттам и биоинформатика. Второ, според мен застаряването е един от основните проблеми на човечеството днес. От десетте смъртни случая на Земята всяка седма е причинена именно от свързани с възрастта заболявания: сърдечно-съдови заболявания, ракови заболявания, диабет тип 2, деменция и т.н. Това е проблем за здравето номер едно и като изследваме стареенето, ние по същество работим за спасяването на живота.
Есть ли сейчас в вашей области устоявшееся мнение, чем ограничена продолжительность жизни человека? Есть мнение, что предел уже достигнут
- Все още няма точен отговор на този въпрос. Официалният рекорд вече е 122 години, а има столетници, които са живели повече от 115 години. Явно около 120 години е сегашната граница, която човек може да достигне, като се има предвид сегашната система на здравеопазване, здравословен начин на живот и т.н. Вероятно, използвайки някакъв вид лекарства и генетични манипулации, които удължават живота на животните, ще успеем да увеличим средната продължителност на живота при хората. Дали ще успеем да увеличим максимума по този начин е труден въпрос. Имаме някои теоретични проучвания, които показват, че поне до 150 години изглежда, че работи. Възможно ли е да се удължи животът допълнително е открит въпрос. Разбира се, примери за бозайници, които живеят повече от 200 години, като китове, вдъхват оптимизъм. Но може ли човек да живее 200 годинибез да се превръщате в кит, оставайки човек? С други думи, можем ли значително да увеличим живота си, без да променим основните характеристики на структурата и физиологията на нашето тяло? Все още няма отговор.
Усилията на изследователите във вашата област са насочени към остаряването като цяло като проблем, който човечеството ще реши някога в бъдеще, или при отделни възрастови заболявания, за които се изисква лечение сега?
- Прилагат се и двата подхода. Някои групи се фокусират върху специфични възрастови заболявания, някои от които са по-популярни и не толкова популярни. Например, заедно с борбата с рака, сега на преден план излиза изследването на невродегенеративните заболявания, включително болестта на Алцхаймер. Към днешна дата няма нито едно доказано лекарство срещу него при хора. С правилния начин на живот можем леко да намалим риска от болестта, но ако тя вече се е появила, тя няма да работи, за да спре или дори да забави развитието си. Затова в решаването на този проблем се инвестират големи усилия.
Подходът на нашата лаборатория е малко по-различен. Вместо да се борите с всяка болест поотделно, можете да изследвате техните общи механизми на възникване и да действате върху тях. Невродегенеративните заболявания, сърдечно-съдовите заболявания и дори ракът имат общи коренни причини - натрупването на определени щети в различни телесни системи. Виждаме, че рискът от развитие на всички тези заболявания нараства с много сходна динамика. И най-често, като забавим натрупването на щети по един или друг начин, намаляваме риска от развитие на повечето заболявания, свързани с възрастта. Работата ни е насочена към намирането на точно толкова сложно решение - да се справим с първопричините, а не с последствията.
Тоест, ако влияния, подобни на тези, които сега удължават живота на лабораторните животни, в крайна сметка се прилагат върху хората, дали те ще забавят развитието на всички тези заболявания или ще ги обърнат?
- По-вероятно е да забавите натрупването на щети и да забавите появата на такива заболявания - това е ефектът от най-изследваните ефекти до момента.
И кой от тези ефекти е най-близък за прилагане на хора?
- Лекарства, тъй като това е най-простият метод на лечение. Сред тях са някои обещаващи антидиабетни лекарства, като лекарствата акарбоза и метформин. Те са добри предимно с малко странични ефекти. Освен това вече има проучвания върху пациенти с диабет тип 2, които показват, че пациентите, приемали метформин, живеят средно дори по-дълго от здравите хора без диабет. Метформинът също има благоприятен ефект при животни. Това не винаги удължава живота им, но поне намалява риска от развитие на заболявания, свързани с възрастта. Той е обещаващ кандидат, а миналата година в САЩ бяха обявени първите клинични изпитвания на метформин като лек за стареене, а не за диабет. Те ще отнемат около шест години и ще бъдат проведени на три хиляди души на възраст над 50 години,ще се измерват различни физиологични показатели. Това е важен прецедент, защото, първо, това са първите по рода си клинични изпитвания на лекарство против стареене при хора. И второ, подобни тестове се доближават до деня, когато правителствените регулатори признават застаряването като болест. Докато това не се случи, никоя фармацевтична компания няма да може да пусне лекарство против стареене за здрави хора.
Кой от съществуващите видове въздействия изглежда по-обещаващ за хората?
- Ако говорим за основните тенденции в борбата със застаряването, бих посочил два основни подхода. Първият е забавяне на стареенето, за което вече говорихме. И лекарствата дават тук, за съжаление, най-малък ефект, съдейки по мишките. Днес максимумът, който могат да направят наркотиците, е да се увеличи продължителността на живота с 20%. Дори нискокалоричната диета дава до 30%. Най-ефективният начин за забавяне на стареенето при животните е чрез генетична манипулация. Но е ясно, че при хората това е най-малко приложимият метод, тъй като технологиите за редактиране на геноми са в подготвително състояние и все още не са готови за употреба при хора, особено когато става въпрос за профилактична употреба. Така че съществуващите техники против стареене вероятно ще помогнат за увеличаване на здравословното дълголетие.но няма да даде сериозен скок в продължителността на живота.
Вторият подход е да не забавяме натрупването на щети, а да ги коригираме по точка, когато те вече са се натрупали. Това е в основата на подхода на Обри дьо Грей и неговата организация SENS. Един от най-популярните стартъпи в тази област е Unity, който разработва сенолитици, лекарства, насочени към селективно унищожаване на състарените клетки. Обикновено клетките, които не успяват да се самоунищожат, но понякога това не се случва и те остават в тъканите, въпреки че вече не функционират. Освен това тези клетки отделят възпалителни фактори, които могат да предизвикат имунен отговор и хронично възпаление. Тези клетки се наричат стареещи или състарени клетки. И има хипотеза, че би било хубаво да се премахнат такива клетки. Това правят сенолитиците. При експерименти с мишки те удължиха живота с около 10-15%. При хората такива лекарства преминават само първите етапи на клиничните изпитвания и е твърде рано да се говори за реален ефект. Но ако работи, това също ще бъде една от възможностите.
Като цяло, по мое мнение, нашето предимство се състои във факта, че има много технологии в областта на стареенето и нямаме нужда от всяка от тях да работи. Достатъчно е поне няколко да са ефективни и това вече ще е достатъчно, за да удължите малко живота си. И през това време могат да се появят нови, по-ефективни подходи към терапията.
Как се чувствате към биохакерите, които просто не искат да чакат, докато нещо гарантирано работи, и да изпробват себе си недостатъчно доказани методи? Има ли някаква отговорност на учените тук?
- Трябва да разберете, че повечето научни експерименти за ефективността на един или друг метод на лечение се извършват върху животни и не винаги това, което работи върху мишки, ще работи върху хората. Учените откриват нови възможности и техните приложения при хора се изследват от лекарите след приключване на клиничните изпитвания. Следователно отговорността на един учен е да предупреждава хората, че досега този или онзи подход не е тестван върху човек. И доколкото знам, повечето учени се опитват да направят това. И тогава дали да се приложи или не този или онзи метод е индивидуално решение на всеки, за което всеки е отговорен за себе си.
Всъщност много от техниките, които биохакерите използват, са класически добре познати методи за здравословен начин на живот, доказали се като ефективни при хора. Например при умерени упражнения и нискокалорична диета няма нищо лошо, ако не отидете твърде далеч: не изтощавайте организма с глад, не изоставяйте напълно въглехидратите и т.н. В други случаи, когато ефектът от този или онзи подход върху човек не е доказан, най-важното е внимателно да се претеглят всички ползи и рискове. Например зеленият чай е показал някои геропротективни свойства при експерименти върху животни. По-специално, той намалява риска от развитие на невродегенеративни заболявания и е свързан с ниска смъртност при хората. Той няма сериозни странични ефекти, така че не виждам нищо опасно в приема на зелен чай: може би това няма да удължи живота ви,но и от това няма да има очевидна вреда. А когато става дума за по-рискови експозиции с забележими странични ефекти, това вече си струва да се обмисли. Въпреки това повечето от лекарствата, които увеличават живота на животните, се продават днес само по лекарско предписание, така че в някои случаи правителството вече е помислило за вас.
Какво ви подтикна да започнете да популяризирате науката?
- Вярвам, че една от основните задачи на учените е да разказват на хората за научните изследвания, на първо място за техните собствени. Защото, ако учен не го направи, някой друг ще го направи. И тогава изследването може да придобие най-различни неоснователни тълкувания, изводи и т.н. Районът на стареенето в този смисъл е отличен пример, защото в него винаги е имало много митове, които не са били предлагани на хората като извор на вечна младост. Ето защо е особено важно да се говори за реални изследвания, за това, което има доказателствена база. Да, и аз самият винаги съм заинтересован да се представям пред хора, така че научно-популярните изказвания са чудесен начин да съчетая бизнеса с удоволствието.
Отнема ли много време лекциите и снимките?
- Все повече и повече. От една страна, това е чудесно, от друга става все по-трудно да се комбинира това с науката. С лекциите в този смисъл е по-лесно, тъй като не е необходимо всеки път да се пренаписват, достатъчно е да ги допълнят с нови изследвания, без да променят основното съдържание. Видеото е по-трудно, защото всеки видео се нуждае от нов материал. Но сега екипът ни се разширява, идват нови хора и се надявам това да ни помогне да свършим по-интересна работа.
Конкуренцията ни беше наречена „Откриване на годината“и кое от последните открития във вашата област ви изненада най-много, изглеждаше като новини от света на научната фантастика?
„Бях поразен от едно изследване миналата година, в което учените за първи път успяха да отпечатват 3D цялото човешко сърце от собствените клетки на пациента. Той беше, вярно, размерът на заек, но анатомично напълно повтаряше човека. Тази тема е далеч от нашата лаборатория, въпреки това ме вдъхнови. Клетките, които се превърнаха в "мастило" за принтера, бяха получени от човешка мастна тъкан, трансформирана в индуцирани плюрипотентни стволови клетки, а след това в клетки на мускулна тъкан и стени на кръвоносните съдове. Още преди 15 години беше невъзможно да си представим отпечатването на цели органи и в близко бъдеще това може да има голямо значение за трансплантологията - ще позволи трансплантацията да се извърши много бързо, да не се чака подходящ донорски орган, за да се избегнат проблеми с имунния отговор.
Как можете да оцените нивото на научните изследвания във вашата област в Русия в сравнение с водещите световни екипи? Къде са силни руските изследователи и къде изостават?
- Имаме много добра школа по биоинформатика. Факултетът по биоинженерство и биоинформатика в Московския държавен университет, който завърших, подготвя специалисти в тази област и наистина силни. Струва ми се, че Русия е една от водещите страни в тази област. Има трудности в експерименталната биология и те са свързани основно с високата цена на експериментите върху животни. В областта на стареенето те изискват особено големи ресурси. Както обсъждахме, тестването на лекарство за удължаване на живота при мишки изисква да се дава всеки ден в продължение на около четири години. А наркотиците са скъпи и групите мишки трябва да са доста големи: десетки животни както в контролните, така и в експерименталните групи. В Съединените щати има отделна държавна програма за подобни експерименти, спонсорирана от Министерството на здравеопазването, т.е.тъй като никоя лаборатория не може да си го позволи. Така че по отношение на експерименти с животни ние губим, но нашата силна точка е в математиката и компютърните науки. Затова е много важно да продължим да подкрепяме обучението и работата на такива специалисти. Като цяло науката днес няма териториални граници. Така че в борбата със стареенето всички правим обща кауза.
Автор: Екатерина Ерохина
