Наш организм можно уверенно сравнить с компьютером: органы чувств получают информацию, мозг ее обрабатывает и передает команды. Если сходства есть, значит, и функция отмены тоже должна быть. Иногда так хочется просто нажать CTRL+Z — и вернуть все так, как было. Отменить неверные решения, исправить ошибки. Повернуть время вспять. Что ж — это вполне возможно. Самые невероятные фантазии, которым, казалось бы, никогда не сбыться, уже становятся реальностью. Человечество близится к бессмертию, и помогает ему в этом наука.
Ученые знают, как в перспективе увеличить продолжительность жизни на 20, 50 и даже 800 лет. И уже увеличивают — на несколько лет.
Технологии «бессмертия» с точки зрения подхода к борьбе со старением можно разделить на три основные группы: молекулярные, генетические и фармакологические. Одни будут восстанавливать клетки, другие — действуя наперед — программировать сами принципы работы организма и редактировать гены, а третьи — изобретать новые препараты для устранения возрастных изменений. Проще говоря, лечить старение, предупреждать его и улучшать физическое состояние.
Молекулярные технологии остановки старения
Главная причина нашего старения — деление клеток. Сам по себе процесс безобидный и даже полезный: так клетки обновляются. Но есть и негативный эффект: сокращаются участки на концах хромосом — теломеры. Становясь с каждым разом все короче и короче и достигнув, наконец, своего предела, они больше не могут делиться — и мы стареем.
Можно было бы заново удлинить эти теломеры. Но как?
Наука нашла решение — фермент теломераза, который содержится в хромосомах и восстанавливает их, но заканчивается со временем, переставая выполнять свою функцию.
- Сначала в 1971 г. советский ученый Алексей Оловников предположил, что фермент влияет на их длину.
- Затем американские ученые К. Грейдер, Э. Блэкберн и Дж. Шостак доказали гипотезу и повысили порог деления группы клеток в два раза, получив за открытие Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 2009 г.
- А в 2024 г. другие ученые из США (Техас) изобрели низкомолекулярное соединение, которое могло восстанавливать содержание растраченной теломеразы. Успешные опыты провели на пожилых мышах — 75 лет по человеческим меркам. Уже после 6 месяцев терапии у них стали заметны явные признаки омоложения: увеличились сила и масса тела, улучшились когнитивные функции.
Однако активация теломеразы может стать серьезной угрозой. Именно короткие теломеры зачастую становятся причиной онкологии и, казалось бы, их удлинение решило бы проблему. Но, к удивлению, примерно с той же вероятностью удлинение теломер, наоборот, приводит все к тем же опухолям. 100 делений — уже риск мутации. А достигает такого порога человек в 20 лет — и тогда мы придем не к увеличению продолжительности жизни, а, напротив, к ее сокращению. Любой природный механизм неслучаен — вот и старение не барьер, но необходимость: оно включает сигнал о повреждении хромосомы и останавливает деление клетки, когда их число достигает предельных значений.
При этом американская исследовательница Элизабет Перриш все-таки пошла на риск и сделала себе запрещенную инъекцию, став первой пациенткой «новой медицины». С точки зрения результатов, курс был завершен успешно: биологический возраст за два этапа терапии снизился на 25 лет (сначала он вырос до 62, тогда как Элизабет было всего 44, но уже через пять лет, когда провели второй курс инъекций, упал до 25). Однако гарантий, что в будущем эксперимент не приведет к онкологии, к сожалению, нет. Несмотря на то, что в случае мышей подобная технология не повышала риска развития раковых опухолей.
Стоит сказать про еще одну молекулярную технологию, созданную по принципам основополагающей функции организма, но так же, как и предыдущая методика, пока еще опасную для человека. Она основана на работе стволовых клеток. Дело в том, что они первичны, а потому имеют уникальную способность — превращаться во что угодно — хоть в нейроны, хоть в эритроциты с лейкоцитами (кровяные тельца). Поэтому, если довести старые клетки до эмбрионального состояния, превратив их в стволовые, можно было бы полностью очистить их память и таким образом омолодить. Позволили осуществить подобную манипуляцию белки Oct4, c-Myc, Sox2, Klf4. Первооткрывателем технологии стал японский ученый Синье Яманаки, в честь которого она и получила свое название — факторы Яманаки.
Технологию пытаются модифицировать, но пока еще на лабораторных животных. В случае микробиологии — на мышах. Так, Дэвид Синклер модифицировал технологию Яманаки и (совместно с американскими и российскими учеными) создал омолаживающий коктейль без риска побочной онкологии. Мышам уже восстановили сетчатку глаза, а это открывает прямой путь для омоложения всего мозга! Ученый назвал свою теорию «информационной» (организм, как компьютер, хранит информацию о молодости, но забывает ее, а факторы Яманаки помогают ему ее вспомнить).
Сегодня у нас есть технология, позволяющая дожить до 100 лет, не беспокоясь о раке в 70, болезни сердца в 80 и болезни Альцгеймера в 90.
Девид Синклер стал автором (в группе исследователей) и NMN-технологии. Никотинамид мононуклеатид — это вещество, которое открыло в себе магию омоложения. Оно активизирует белок, который восстанавливает своего рода межкультурную коммуникацию внутри клетки — между ядром и митохондрией. Так, пожилым лабораторным мышам уже омолодили ткани мышц.
Генная терапия старения
Приблизиться к бессмертию пытаются и через другое направление исследований — генетику. Наука уверена, что может кардинально изменять набор нашего ДНК — и тогда человек наконец станет почти бессмертным: продолжительность его жизни увеличится до 800 лет!
Представьте, что ваш ДНК — это текст о вас. Что вы бы стали делать, если нашли в нем ошибки? Правильно — редактировать. Вот и ученые подумали так же, уже сделав первые шаги в редактировании генома.
Рассматривать генетику как основной инструмент в борьбе со старением стали не так уж недавно. В 2012 году получили Нобелевскую премию французские и американские микробиологи — Эммануэль Шарпантье и Дженнифер Дудна. Они изобрели метод редактирования генома CRISPR-Cas9, или, по-простому, «генетические ножницы».
Подтолкнула исследовательниц к изобретению обнаруженная ими у бактерий молекула, которая разрезала, как ножницы, незваных гостей — вирусы. Эммануэль и Дженнифер перепрограммировали прием для ДНК человека. Специальная молекула вырезает поврежденный участок цепи генов и вставляет новый, который принесла с собой.
Помимо бактерий такие «ножницы» еще встречаются у грызуна с не очень привлекательным названием — голого землекопа. Но зверек не жалуется — проживает в 10 раз больше, чем его ближайшие родственники — мыши.
Что же касается применения технологии для человеческого организма, то пока оно еще невозможно. И снова из-за риска мутаций в клетках, а точнее, образования опухолей. Но одна из создательниц технологии — Дженнифер Дудна — вместе с группой ученых уже попыталась устранить эту угрозу: они создали улучшенный вариант «генетических ножниц» с меньшей частотой предполагаемых мутаций. А в Китае уже проводят клинические испытания по использованию отредактированных Т-лимфоцитов в борьбе с раком легких, устойчивым к другим методам лечения. С помощью технологии CRISPR-Cas9 в белых тельцах крови был «удален» ген мембранного белка PD-1, который подавлял клеточный иммунитет, «выключая» лимфоциты и мешая им вырабатывать антитела для борьбы с опухолевыми клетками.
Помимо редактирования, есть еще один метод влияния на ДНК. Это изменение его функций благодаря маленьким помощникам, которые заработали авторитет вредителей — вирусным частицам. Они доставляют в геном клеток новые необходимые гены. Например, все в том же вопросе стачивания теломер помогают создать совершенно новый тип хромосом — с более длинными участками, готовыми делиться большее количество раз, а значит, и медленнее стареть.
Но и тут не без проблем: такие клетки теряют ряд привычных функций: например, способность превращаться в жировую ткань, оставаться чувствительными к широкому спектру гормонов, регулирующих активность жировых клеток. А функции эти далеко не бесполезные: жировая ткань участвует в ряде важных процессов от запасания энергии до работы всей эндокринной системы. Так что организм без жировых клеток уже совсем не полноценный организм. И снова ученые находят выход из ситуации: российские специалисты в лабораторных условиях создали ген, который все так же продлевает теломеры и вместе с ними жизнь, но сохраняет у стволовых клеток способность превращаться в жировую ткань.
А вот у медузы Turritopsis dohrnii от природы есть механизм, позволяющей ей оставаться бессмертной. И секрет незамысловат: у нее просто больше генов. По количеству. В сравнении с ее смертной сестрой Turrritopsis rubra — в два раза. Поэтому и восстановительных белков ее организм производит в два раза больше. Это позволяет ей «обнулять» клетки до стволовых и возвращаться в состояние полипа (то есть своей молодости), а уже затем снова начинать взрослеть. Возможно, дальнейшие исследования помогут человеку перенять механизм медузы.
Фармакологические методы
Наряду с такими глубинными подходами выбираются и более привычные — изготовление различных препаратов с омолаживающим эффектом.
Среди действующих веществ, например, ресвератрол. Он активирует сирутины SIR-1, которые восстанавливают ДНК, синтезируют белки, снимают воспаление, предотвращают гибель нервных клеток, регулируя реакцию организма на стресс. Их активизация укрепляет здоровье, а вместе с тем и продлевает жизнь.
Есть другие препараты — сенолитики. Они выборочно уничтожают старые клетки.
Или гормональные коктейли: они комбинируют гормон роста, метформин (антидиабетическое средство) и ДГЭА. Первый — стимулирует образование иммунных клеток, второй — предотвращает побочные эффекты первого, а третий — подавляет воспаления. Препарат восстанавливает функции вилочковой железы (тимуса), увеличивает количество Т-лимфоцитов и снижает биологический возраст — у добровольцев, участвующих в эксперименте по применению препарата — на 2.5 года.
Можно вспомнить и про антивозрастные средства для кожи или лекарства для улучшения памяти и работы мозга — но это, конечно, уже совсем не про бессмертие.
Что в сухом остатке?
Конечно, универсального эликсира молодости еще не нашли. Да и бессмертным, как волшебных эльфов, человека не сделали. Но наука идет к этому стремительными шагами.
Есть разработки, которые в корне пытаются изменить природу человека, поборов его смертность, на основе достижений молекулярной биологии или генетики. А есть те, которые лишь улучшают характеристики организма, тем самым отодвигая старение — но ненадолго.
А пока наука только развивается, мы можем самостоятельно встать на пути своего старения, — без всех этих рисковых (пока еще) методик.
Например, мы с вами легко можем повысить уровень кислорода в организме, занимаясь физическими нагрузками. И эффект будет — доказано. Ученые из Израиля на треть смогли повысить продолжительность жизни добровольцев всего за три месяца сеансов гипербарической оксигенации — повышения среднего уровня кислорода в организме.
Или, в случае с теломерами, вообще есть ряд исследований, доказывающих, что на старение влияет вовсе не длина кончиков хромосом, а скорость их стачивания. То есть важно не достраивать уже состарившиеся хромосомы, а тормозить укорочение еще молодых. А это легко достижимо, если есть больше клетчатки и витамина Е (молочных продуктов, бобовых).
И не будем забывать, что нам, как биологическому виду, еще повезло. Мы живем дольше большинства животных. В природе есть существа, которые в принципе до старости не доживают: так, гигантские черепахи и жемчужины умирают от тяжести своих панцирей, так и не дожив до преклонных лет.
