В древности на человека, дожившего до 40 лет, смотрели с восхищением. Сегодня нас впечатляет оценка в 120 лет. На самом деле и это не предел. Как наука движется в направлении здорового долголетия, ПостНауке рассказал фаундер биотехнологической компании Gero, сотрудник Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ Петр Федичев.
— Послушай, если весь спор развернулся вокруг мозга, то разве самая большая разница не заключена в бессмертии? Кого всерьез волнует, как мозг выглядит, как устроен или как он сформировался? Главное в том, что клетки мозга умирают; должны умирать. Даже если любой другой орган вживлен или заменен, клетки мозга, которые не могут быть заменены в точности такими же и, следовательно, не могут не убить при замене саму личность, должны иногда умирать. Мои позитронные схемы проработали почти два столетия без ощутимых изменений и способны проработать еще века. Разве фундаментальный барьер не в этом? Люди могут терпеть рядом с собой бессмертного робота, потому что им все равно, сколько лет просуществует машина. Но они не потерпят бессмертного человека, поскольку их смертность переносима лишь до тех пор, пока она касается всех. И поэтому они не признают меня человеком.
Повесть «Двухсотлетний человек», Айзек Азимов.
Биологическое бессмертие — отсутствие у некоторого биологического вида роста смертности со временем начиная с некоторого возраста (другими словами — ситуация, когда вероятность смерти за единицу времени не увеличивается с возрастом, то есть организмы этого вида не умирают от старости). Однако ни одно существо не является абсолютно бессмертным, так как может быть убито внешними факторами.
В реальной жизни врачи, ученые и стартапы сегодня ищут способы остановить процессы старения за счет создания специальных лекарств, генной терапии, искусственных органов и даже банального ЗОЖ — и уже достигли в этом определенных успехов.
Бессмертие заложено в нашем теле.
В 1961 году американский анатом Леонард Хейфлик определил, что клетки человека умирают после примерно 50 делений. А в 1971 году русский биолог Алексей Оловников обнаружил, что их жизнь отмеряют «счётчики» – теломеры на концевых участках хромосом, которые укорачиваются по мере деления клетки. Чем они короче, тем клетка старее и ближе к смерти. Так происходит практически во всех клетках, из которых состоит наш организм. Но есть исключения: клетки, участвующие в половом размножении, а также небезызвестные стволовые клетки, которые есть в небольшом количестве у каждого взрослого человека, на самом деле бессмертны. Теломерные «хвосты» их хромосом не уменьшают, потому что особый фермент – теломераза – снова и снова удлиняет их, достраивая нуклеотидные последовательности. Выходит, теломераза – это такой эликсир бессмертия, скрытый у каждого из нас внутри на клеточном уровне.
Итак, если предположить, что в человеке изначально была заложена способность жить многие сотни лет, то, может быть, достижениями современной науки её можно восстановить? Учёные задумались: а почему бы не заставить теломеразу работать во всех клетках, чтобы всё человеческое тело сделалось бессмертным? Но тут они столкнулись с парадоксом хитроумной природы. Знаете, в каких ещё клетках, кроме половых и стволовых, отключён теломерный «счётчик»? В раковых. Раковые клетки тоже бессмертны. Они могут делиться бесконечно, причём с пугающей быстротой – это и есть разрастание злокачественных опухолей. Что получается? Если попытаться обессмертить обычные клетки, встроив в них ген теломеразы, то они начнут бешено делиться, перерождаясь в рак, который, по злой иронии, убьёт «бессмертного» человека.
Природа как будто предусмотрела защиту на случай, если люди вдруг найдут способ перестать умирать. Впрочем, учёные рассчитывают обойти «ловушку» и уже добились некоторых успехов.
В 2015 году на медицинском факультете Стэнфордского университета провели эксперимент по добавлению в человеческие клетки теломеразы новым способом, который не даёт им перерасти в раковые. Фермент успевает нарастить длину теломер, прибавив клеткам многие годы жизни, а примерно через 48 часов «рассасывается» без следа, и теломеры снова начинают сокращаться при делении, как в обычных клетках. То есть, существенно удлинить жизнь, по идее, можно. А вот как обрести бессмертие и не заработать рак – пока загадка.
У человека как биологического вида огромная пластичность продолжительности жизни. Столетие назад люди в России жили в среднем около 35 лет, в США — порядка 55 лет. Сейчас в развитых странах этот показатель достигает уже 80 лет, и возраст, когда возникает первое хроническое заболевание, тоже увеличивается. Если раньше люди часто рано умирали в детстве (если не при рождении) в результате инфекционных заболеваний, то сейчас практически каждый доживает до зрелости. Во второй половине ХХ века основной причиной смерти стали сердечно-сосудистые заболевания, а теперь все больше людей доживают и до возраста, когда у них обнаруживают рак. Сегодня от болезни Альцгеймера страдает все большее число людей, способных дожить до 70 лет и более. К сожалению, не существует никаких эффективных средств для лечения этой болезни, и в будущем это ожидает многих из нас. Неуклонный рост продолжительности жизни на нашей планете — результат победы над голодом и последовательного искоренения одного заболевания за другим. Несмотря на очевидные успехи, такой линейный подход имеет существенные ограничения. Демографы знают, что даже если бы завтра вылечили всех больных раком, то продолжительность жизни людей в среднем увеличилась бы всего на 2–3 года. Дело в том, что с возрастом каждые восемь лет удваивается риск не только онкологических, но и многих других заболеваний. Вот почему изучение и разработка медицинских технологий против каждой из хронических болезней, на которые тратятся десятки и сотни миллиардов долларов, приводят только к инкрементальному результату. Борьбу со старением нужно вести хитрее: стремиться к тому, чтобы остановить этот процесс, «заморозив» все функции организма на уровне биологического возраста 30–40 лет. Люди все равно будут умирать, но если бы можно было добиться остановки роста смертности с возрастом, то средняя продолжительность жизни могла бы вырасти очень значительно. И это как раз то, на что сегодня направлены передовые научные исследования.
Эксперименты
В рамках доказательной медицины все испытания по изучению старения и продлению жизни сначала проводятся на животных и только потом на людях. Причем первые контролируемые клинические исследования, как правило, проводятся на тяжелобольных людях, например тех, кто перенес химиотерапию и у кого уже есть показания, связанные с ускоренным старением. Примеры участия в эксперименте абсолютно здорового человека редки.
Фармакология
Сегодня в терапии принято разделять старость и дряхлость. Уже разрабатываются эффективные интервенции (вмешательства), направленные на подавление дряхлости. Препараты, призванные продлить жизнь, называются геропротекторами. Известно, что они способны увеличить жизненный срок мыши на 20–30% . Скоро геропротекторы войдут в фазу клинических исследований на людях. В частности, речь идет об отдельном подклассе геропротекторов — сенолитиках. Эти лекарства умеют обнаруживать постаревшие клетки в организме и избирательно инициируют их гибель. Так снижается количество поврежденных клеток и уровень воспаления в организме людей, уже страдающих от нескольких заболеваний и начинающих быстро стареть.
На текущий момент препараты против старения не имеют широкого практического применения, так как еще только должны пройти клинические исследования. Впрочем, в последние годы количество таких исследований быстро растет и все больше интервенций действительно показывают свою эффективность. Серьезные фармакологические препараты против возрастзависимых заболеваний разрабатываются и испытываются на людях, например, компанией Unity.
Таким образом, эффект борьбы с дряхлостью, вероятно, в скором времени будет продемонстрирован и на людях. Причем у старой мыши омолаживающий эффект ученые определяют не только в результате исследований сложных молекулярных или эпигенетических маркеров — у животных улучшается качество меха, память, осанка и физическая выносливость, возвращается любопытство. Первые клинические исследования препаратов против старения у людей приводят к крайне любопытным результатам: у ряда пациентов исчезает седина.
Переливание крови и замена органов на новые
Раньше считалось, что можно лишь замедлить скорость старения — например, сделать так, чтобы 60-летний человек, каждый день получающий лекарства, выглядел на 50 лет. Теперь нам известно, что в экспериментах на мышах действительно можно снизить уровень дряхлости в результате короткой интервенции и всего за несколько недель лечения сбросить гериатрический индекс на несколько месяцев. Пример такой быстрой интервенции, дающей длительный эффект, — переливание крови. Такие животные живут дольше, чем контрольная группа.
Эксперименты уже проводились на мышах, когда животных разного возраста сшивали друг с другом (это называется парабиозом). В итоге наблюдался значительный оздоравливающий эффект, который молодая кровь оказывала на старый организм. Однако в то время как старая мышь начинала чувствовать себя лучше, молодой становилось хуже.
Вполне вероятно, в скором времени мы сможем заменять органы или какие-то части тела на новые или искусственные. Разработкой таких технологий занимается регенеративная медицина. Она будет незаменима в случае с потерянными конечностями, отравленной печенью, ожогами или заживлением ран, но как средство против старения ее нужно будет использовать с осторожностью. Нужно учитывать, что если пересадить новую печень в старый организм, то получится тот же парабиоз, который наблюдали у мышей: организм станет немного моложе, но при этом пересаженная печень быстро состарится. Возможно, проблему удастся решить с помощью искусственных органов.
Биодобавки
Кроме тяжелых фармакологических препаратов и таких серьезных вмешательств в организм, как пересадка органов, наука занимается разработкой и более щадящих способов борьбы с возрастом. Речь идет о биологически активных добавках.
Так, известно, что спортсмены употребляют альфа-кетоглутарат для роста мышц и восстановления самочувствия после тренировок. Эта биодобавка моментально выводится из организма, поэтому эффекта для борьбы со старением от нее не будет. Тем не менее известно, что круглым червям альфа-кетоглутарат продлевает жизнь. Американская компания Ponce De Leon Health разработала специальную лекарственную форму, позволяющую увеличить время высвобождения препарата в организме, и уже доказала ее эффективность в испытаниях на мышах. Сейчас новый препарат тестируют на людях, в частности, в Сингапуре, который вкладывает огромные средства в клинические исследования терапии против старения.
Кроме того, в США испытывают, в том числе на людях, куркумин и кверцетин — сенолитики, уничтожающие поврежденные сенесцентные клетки. Эффект от этих биодобавок действительно есть: у больных людей снижается уровень дряхлости, немного растут мышцы.
Генетическая терапия
Генетическая терапия направлена на внесение непосредственных изменений в ДНК человека, например на замену поврежденных генов здоровыми. Такая процедура — укол для активизации процесса, направленного против старения. Всего одна такая инъекция решит медицинскую проблему до конца жизни. Сегодня генетическая терапия против старения испытывается на собаках: люди готовы платить большие деньги за продление жизни своих питомцев.
Известны примеры использования технологии и на людях. Например, случай американской исследовательницы Лиз Пэрриш, ставшей первым в мире человеком, которому искусственным образом изменили гены. Впрочем, больших клинических исследований с участием людей в области генной терапии еще не было. В целом, если долголетие настоящего зиждется на лечении заболеваний, долголетие будущего будет основано на профилактике. Мы будем лучше питаться, больше заниматься спортом и принимать определенные препараты или добавки, замедляющие процессы старения. Сначала выберут лекарства, которые работают лучше всего и наносят минимальный ущерб. А затем разработают генетическую терапию, основанную на действии этих лекарств. Но произойдет это только после того, как будет окончательно доказана их безопасность и эффективность, потому что от таблеток всегда можно отказаться, а генетическая терапия будет необратимо менять геном человека.
Антропологические исследования привели к выводу, что чем дольше у человека длится детско-юношеская пора, тем дольше будет длиться и пострепродуктивный период. А значит, увеличится общая продолжительность жизни. Так что повсеместный инфантилизм в современном обществе, возможно, связан с новым этапом нашей эволюции, когда большинство станут жить на 20-30 лет дольше. Для начала этого вполне достаточно.
Подпишись, рассмотрим интригующие темы вместе.
