В предыдущих статьях я писал про уже освоенные способы продления жизни человека, а в этой статье мы обсудим перспективные методы продления жизни человека, которые могут быть внедрены в практику в ближайшие годы. Пока эти методики только разрабатываются, и пройдет еще некоторое время, когда они превратятся в отработанные технологии – но ведь тридцать лет назад сложно было представить, что операции стенирования коронарных артерий или замена хрусталика станут рутинными медицинскими операциями. Так что и генная, и клеточная терапия, а также замена устаревших органов человека в ближайшем будущем смогут избавить человека от старческих болезней и продлить его жизнь на несколько десятилетий.
Генетические модификации и генотерапия включает в себя рад направлений научных исследований:
а) Продолжается поиск и исследование генов, отвечающих за продолжительность жизни человека.
Уже сейчас обнаружено несколько десятков генов, которые так или иначе влияют на здоровье и продолжительность жизни. Правда, ни один из них не является той самой бомбой с часовым механизмом, который фатально определяет, сколько нам жить. Дело в том, что организм человека – настолько сложная система, что его жизнь зависит от множества факторов, за каждый из которых отвечают разные участки ДНК. И задача науки ближайших десятилетий – составить подробную карту генома человека, чтобы четко понимать, на какие гены имеет смысл влиять в первую очередь при тех или иных возрастных изменениях.
б) Разработка общей теории старения и компьютерных моделей для разных возрастов и ситуаций. На настоящий момент существует несколько десятков теорий старения и смерти человека, при ни одна из них не является общепризнанной. В настоящее время логическим шагом развития геронтологии является создание «единой теории старения», на основе которой должны быть разработаны более эффективные способы остановить этот процесс, и если и не обеспечить нам вечную молодость, то хотя бы продлить активную жизнь человека до 120-150 лет.
в) В научных лабораториях всего мира ведутся исследования по созданию искусственных мутаций, направленных на усиление генов, способствующих долголетию и нейтрализацию генов, отвечающих за раннее старение организма. Пока эти работы проводятся на животных (в основном на червях и мухах-дрозофилах), но уже есть интересные результаты, полученные на мышах, организм которых ближе к организму человека.
Следующее направление научных следований - Омоложение тканей организма с помощью клеточной терапии. Замещение поврежденных или не функционирующих клеток может стать методом лечения болезней, на сегодняшний день считающихся неизлечимыми – что позволит отодвинуть старость. Омоложение изношенных тканей возможно при помощи стволовых клеток, а также путем трансплантации пожилому человеку генетически улучшенных клеток с «исправленными» дефектными генами.
а) Технология применения стволовых клеток
В науке есть такое понятие как «предел Хейфлика», согласно которому большинство клеток человека успешно могут делиться только 50 раз, а потом теряют способность к делению и умирают. Но в организме есть и другие клетки – стволовые, которые могут делиться бесконечно, в определенных случаях превращаясь в разные виды зрелых клеток. Это открывает возможность заменять старые клетки, отживающие свой срок, на более молодые, способные делиться дальше и качественно выполнять свои функции. В настоящее время разрабатываются несколько способов омоложения организма при помощи стволовых клеток, и мы перечислим эти направления:
б) Трансплантация генетически модифицированных клеток с исправленными дефектами.
Если у человека имеются гены, которые провоцируют развитие возрастных болезней, то теоретически возможна замена таких клеток на их «улучшенные» варианты». Эта технология осуществляется через ряд этапов: 1. Получение клеток от больного; 2. Исправление генетического дефекта с помощью переноса нужного гена в изолированные клетки; 3. Отбор и наращивание генетически «исправленных» клеток; 4. Трансплантация новых клеток пациенту.
Еще одно направление медицины будущего - это замена старых или больных органов на более совершенные. В этом направлении наука рассматривает различные возможности, включая как искусственные аналоги, так и природные.
а) Искусственные из металла и биополимеров становятся все совершенней, благодаря открытию новых материалов и развитием нанотехнологий. Например, пока искусственные легкие или искусственная почка слишком велики, чтобы их можно было внедрять в тело человека, но процесс уменьшения таких органов непрерывно совершенствуется.
б) Донорские органы животного происхождения – доступней и дешевле человеческих, и наука ищет способы предотвратить их отторжение, чтобы использовать для замены устаревших органов.
в) Органы, созданные путем 3D печати – бурно развивающаяся технология, при которой нужные органы (пока более просто устроенные) можно будет производить в массовом количестве и заменять ими старые органы человека.
г) Органы, созданные путем клонирования клеток самого человека. В ДНК каждой клетки человека записано строение всех его органов. Если ученые смогут расшифровать эти записи и самое главное – научатся включать нужные гены, то из любой жизнеспособной клетки пожилого человека можно будет выращивать ему новые органы, которые позволят жить многие десятилетия.
Поддержание работы мозга.
Центральная нервная система человека является наиболее уязвимым органом в плане старения, так как нейроны человека не способны размножаться и поддерживать их число на надлежащем уровне, в то время как именно мозг регулирует все процессы жизнедеятельности. Поэтому во второй половине жизни, когда число работающих нейронов падает, все системы организма начинают работать с ошибками, что провоцирует развитие старческих болезней, приводящих к преждевременной смерти.
Для поддержания нормальной работы мозга ученые рассматривают несколько направлений исследований. Наиболее доступным сейчас способом, обеспечивающим рост синаптических связей при гибели части нейронов являются специальные упражнения для мозга, стимулирующие его функциональную репарацию.
Второе направление исследований - обеспечение здоровья сосудов и вспомогательных глиальных клеток при помощи специальных препаратов – ноотропов, улучшающих мозговой метаболизм.
Третье направление – это активизация собственного нейрогенеза (образование нервных клеток). Хотя старые представления ученых не допускали рождения новых нейронов у взрослого человека («нервные клетки не восстанавливаются»), современные исследования показали, что такой процесс вполне возможен. Уже доказано, что в зрелом возрасте нейроны могут образовываться как из стволовых клеток стенки желудочков мозга, так из некоторых видов астроцитов (глиальных клеток, питающих нейроны). В настоящее время в разных лабораториях мира идут исследование, целью которых является наладить процесс нейрогенеза с тем, чтобы научиться лечить болезни Альцгеймера, Паркинсона и другие мозговые болезни пожилого возраста.
К этому следует добавить, что за последние годы ученые открыли способ образовывать нервные клетки из других клеток человека – например, из фибробластов, заполняющих соединительную ткань. Ученые смогли внедрить в фибробласты гены, отвечающие за выработку серотонина, нехватка которого может приводить к депрессии. Так что, если ранее казалось, что старение и смерть мозга - процесс необратимый, то теперь ученые смотрят в будущее с большим оптимизмом.
А про технологии будущего, которые могут продлить жизнь человека до 150 и даже 200 лет жизни вы можете прочитать в следующей моей статье.
Доктор биологических наук,
Ю.В. Щербатых