Ученые Сколтеха (входит в группу ВЭБ.РФ) и их соавторы из AIRI впервые количественно оценили, насколько соматические мутации — случайные изменения ДНК, накапливающиеся в клетках с возрастом, — ограничивают максимальную продолжительность жизни человека. Работа опубликована в журнале npj Aging (Nature Portfolio) и поддержана грантом Российского научного фонда.
Соматические мутации — это случайные изменения в ДНК, которые появляются в клетках человека в течение жизни. Они не передаются детям, но постепенно накапливаются с возрастом и могут повреждать клетки, нарушать их функцию и способствовать развитию возрастных заболеваний.
Как сообщила пресс-служба Сколтеха порталу Наука Mail, ученые создали специальную математическую модель, которая шаг за шагом включает разные механизмы старения. С ее помощью исследователи прикинули, сколько мог бы прожить человек, если убрать все обратимые процессы старения — и оставить только соматические мутации.
Ключевой результат работы — обнаружение больших различий между разными типами тканей. Нейроны и кардиомиоциты, лишенные способности к делению, оказались главным ограничивающим фактором: при устранении всех прочих причин старения одни лишь соматические мутации снижают теоретическую медианную продолжительность жизни с 1759 (для гипотетического нестареющего организма человека) до 156 лет. В то же время ткани с высокой регенеративной способностью — например, печень — могут поддерживать свою функцию на протяжении тысяч лет за счет постоянного обновления клеток, эффективно нейтрализуя негативное влияние мутаций.
Ученые учли работу всех важнейших органов и посчитали: даже если убрать все обратимые признаки старения, соматические мутации все равно не дадут человеку жить дольше — медианная продолжительность жизни в таком случае составит от 146 до 194 лет. Это примерно вдвое больше, чем сейчас в развитых странах.
Наше исследование показывает, что соматические мутации вносят значительный вклад в старение, но не могут сами по себе объяснить наблюдаемую смертность. Это означает, что другие механизмы старения — например, потеря протеостаза, митохондриальная дисфункция или эпигенетические изменения — вносят сопоставимый вклад в ограничение продолжительности жизни.
Исследование предлагает новый способ изучать старение и помогает понять, какой именно механизм сильнее всего сокращает жизнь, и решить, на какие из них стоит в первую очередь нацелить будущие лекарства.
Теперь мы можем не просто говорить, что мутации вредны, а количественно оценивать, насколько именно они сокращают жизнь, и сравнивать их вклад с другими процессами старения. Эта работа важна для того, чтобы понять, на изучение каких механизмов старения стоит тратить ресурсы в первую очередь.
В перспективе предложенный подход может быть распространен на другие ткани и органы, а также на другие виды, что позволит проверять гипотезы о механизмах старения на межвидовом уровне. Авторы также планируют включить в модель другие признаки старения — митохондриальную дисфункцию, потерю протеостаза, укорочение теломер, эпигенетические изменения — чтобы построить полную количественную теорию старения человека.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что космический опыт поможет в борьбе со старением.