Идея бессмертия привлекала людей во все времена – еще в средние века алхимики искали философский камень, который подарил бы своему обладателю вечную жизнь. Сейчас ученые смотрят на вещи куда более реалистично. Отменить смерть, конечно, не получится, считают специалисты. Но вот продлить жизнь, сделать ее здоровой – вполне достижимая цель.
Исследователи по всему миру бросают вызов природе и пытаются вырвать у нее еще несколько десятилетий жизни для людей, а в будущем даже увеличить отведенный человеку срок в несколько раз. Почему мы стареем, существует ли бессмертие в природе и какие опасности скрывает долголетие, рассказал порталу наука.рф директор Института изучения старения ОСП РГНКЦ РНИМУ им. Н.И. Пирогова, кандидат биологических наук Алексей Чуров.
Откуда берутся бессмертные клетки
Старение обычно связывают с истощением и ограничением потенциала деления клеток. Этот механизм открыли еще в 1961 году американские ученые Леонард Хейфлик и Пол Мурхед. Они обнаружили, что клетки могут делиться только около 40-60 раз – после этого наступает остановка клеточного цикла. Этот предел получил название лимита Хейфлика.
Такую планку задают клеткам теломеры – это области на концах хромосом, которые, по сути, представляют собой «запасную» ДНК и защищают от потери важной генетической информации. Однако теломеры укорачиваются с каждым клеточным делением – их длина и определяет число клеточных циклов.
Но и в этом законе есть свои исключения. Например, некоторые клетки могут делиться бесконечно: среди «везунчиков» – половые, а также стволовые или «незрелые» клетки. Последние очень важны для организма: они способны постоянно обновляться, делиться и преобразовываться в здоровые клетки органов и тканей организма.
Преодолеть лимит Хейфлика этим «бессмертным» клеткам позволяет теломераза – ее иногда называют ферментом клеточного бессмертия. Он был выделен еще в 1980-е годы. Ученые заметили, что этот фермент препятствует укорачиванию теломер, и из-за этого клетки теоретически могли бы жить почти бесконечно. Однако в организме человека даже «бессмертные» клетки со временем истощаются и начинают делиться менее активно – возраст все-таки берет свое.
Путь к долголетию
Двенадцать – это не финальная цифра, не все процессы, связанные со старостью, изучены. К тому же эти механизмы тесно переплетены друг с другом, что значительно усложняет расшифровку «кода старения», объяснил Алексей Чуров.
«Наша задача – раннее выявление факторов риска развития возраст-ассоциированных заболеваний, а также создание методов для ранних интервенций, направленных на сохранение здоровья. Если мы сумеем это сделать, мы сможем продлить период здорового долголетия – это наша главная цель», – подчеркнул ученый.
Исследователи активно работают над развитием диагностики и превентивной медицины. Уже сейчас у людей есть возможность предупредить болезнь или обнаружить ее на ранней стадии. Например, пациенты могут записаться на УЗИ внутренних органов, исследовать желудочно-кишечный тракт, женщины могут обратиться к маммологу. Эти подходы часто позволяют своевременно выявить проблемы со здоровьем, а после замедлить и успешнее лечить в том числе такие серьезные заболевания, как рак.
«Многие технологии скрининга уже доступны, но, к сожалению, мало кто обращается к врачам на регулярной основе», – объяснил Алексей Чуров.
Век живи – век лечись
Пока превентивная медицина находится на этапе развития, и чем дольше человек живет, тем больше у него риск столкнуться с серьезными заболеваниями – например, с онкологическими.
«С возрастом увеличивается риск развития раковых опухолей, что связано с накоплением соматических мутаций, в первую очередь в драйверных генах – это мутации, которые способствуют росту опухоли», – рассказал Алексей Чуров.
Однако, как отметил ученый, есть болезни, которые еще сильнее, чем онкологические, коррелируют с возрастом – например болезнь Альцгеймера.
«В Геронтологическом научно-клиническом центре РНИМУ им. Н.И. Пирогова сейчас проводится исследование, которое помогает выявить болезнь Альцгеймера. Исследование может позволить лучше понять механизмы развития заболевания и найти биомаркеры для ранней диагностики болезни. Для этих целей мы приглашаем к участию мужчин и женщин с когнитивными нарушениями или с расстройством памяти. Своевременно поставленный диагноз позволит назначить оптимальное лечение и замедлить развитие болезни», – подчеркнул Алексей Чуров.
Сердце не камень
Нейроны могут жить до нескольких тысяч лет. При этом они просто не способны работать настолько долго из-за особенностей человеческого организма, рассказала директор института фундаментальной медицины Приволжского исследовательского медицинского университета (ПИМУ), профессор кафедры нейротехнологий Нижегородского государственного университета им. Лобачевского (ННГУ) Ирина Мухина.
Быстрее всего в организме выходит из строя сердечно-сосудистая система. Потом запускаются и другие процессы – клетки, не получая достаточно питания, начинают отмирать и «ломаться».
«Мы видим, что основные коррелирующие параметры старения – это биомаркеры сердечно-сосудистого старения. То есть сердечно-сосудистая система стареет одной из первых, ее изменения лучше всего соотносятся с фактическим возрастом», – рассказал Алексей Чуров.
Он также добавил, что в лаборатории искусственного интеллекта и биоинформатики Института изучения старения РНИМУ им. Н.И. Пирогова ученые создали калькулятор сердечно-сосудистого старения. Метод позволяет оценить состояние сердца, опираясь на показатели, которые можно получить в результате эхокардиографии (сердечный выброс, толщина задней стенки левого желудочка, толщина межжелудочковой перегородки и ряд других).
Калькулятор может рассчитать биологический возраст и обнаружить разницу между ним и фактическим возрастом – то есть тем, который указан у нас в паспорте. Зная истинный возраст и скорость старения, можно оценить риски для здоровья, модифицировать образ жизни и снизить влияние вредных факторов, а при наличии симптомов заболеваний — подобрать индивидуальную программу лечения, направить на дополнительное обследование.
Нулевой пациент
В борьбе со старением на помощь ученым приходит сама природа. Они могут не «изобретать велосипед», а использовать те механизмы, которые уже вполне неплохо прижились у живых организмов. Например, многие беспозвоночные – среди них губки, полипы, черви и другие животные – могут из небольшого фрагмента тела регенерировать целый организм, а некоторые позвоночные бьют все рекорды по продолжительности жизни.
«Интересными примерами долгожителей среди грызунов являются голые землекопы, слепыши. А говоря о настоящих рекордсменах царства животных, можно вспомнить, к примеру, гидру – кишечнополостное животное, которое очень хорошо регенерирует и может жить неограниченное количество времени», – поделился Алексей Чуров.
Изучая биологию долгоживущих организмов, устойчивых к возрастным заболеваниям, ученые работают и над тем, чтобы «перепрограммировать» организмы других животных и в будущем найти способы усовершенствовать и гены человека. Например, в начале XXI века эндокринолог из Медицинской Школы в Спрингфилде от университета Южного Иллинойса Анджей Бартке при помощи методов генетической модификации смог сделать подопытную мышь настоящим долгожителем. Она прожила 1819 дней – это больше пяти лет! А в среднем этим животным «отпущено» около двух лет.
На самом деле, увеличить жизнь живых организмов можно с помощью даже единственной генной мутации. Так, американский профессор Роберт Рис, вызвав мутацию всего одного гена у червяка нематоды, сумел продлить ее жизнь в 10 раз. При этом инструменты, которые работают, к примеру, на мышах или червях, неприменимы для организма человека. Поэтому вопрос о «коррекции» генов человека для продления его жизни остается открытым.
Тем не менее, еще в прошлом десятилетии научное сообщество взволновало появление «нулевого пациента» в проверке генетических методов борьбы со старением. В сентябре 2015 года 44-летняя Элизабет Пэрриш решилась пройти два экспериментальных курса генной терапии и удлинила себе теломеры. Продлит ли это ей жизнь на самом деле – покажет время.
Можно ли выиграть в «генетической лотерее»?
Возможно, игры с генами не дадут ожидаемых результатов. И все же генетический материал можно не только менять, но и просто изучать, ведь он очень многое может рассказать о человеке. Возможно, именно гены «знают» ответ на вопрос, как же продлить жизнь.
Чтобы проверить это, в Институте изучения старения РНИМУ им. Н.И. Пирогова создали биобанк, где собирают биоматериал долгожителей, то есть разменявших 90 лет, и супердолгожителей, которые прожили 110 лет и более.
«Мы не только собираем биоматериал, но и ассоциированные с этим биоматериалом детальные клинические и лабораторные данные. Это позволяет нам получить ценную научную информацию, выявить факторы риска, понять, как происходит старение, какие факторы на это влияют, какие биомаркеры с этим связаны», – рассказал Алексей Чуров.
Так, ученые фиксируют том числе информацию об образе жизни людей. Они полагают, что правильные привычки могут продлить период здорового долголетия. Однако «родословная» решает очень многое – особенно с учетом того, что «гены долголетия» передаются по наследству.
«В каком-то смысле генетика определяет скорость старения. Если человеку повезло в «генетической лотерее», то есть ему достались протективные варианты генов, и при этом он ведет нормальный образ жизни, больше шансов, что он дольше проживет. Как раз изучая биоматериал долгожителей, можно определить такие “полезные” гены», – пояснил Алексей Чуров.
Долголетие и закон
Несмотря на то, что перед учеными стоит невероятно сложная задача, у них все-таки получится заметно увеличить продолжительность жизни людей, считает эксперт. Только за счет своевременной диагностики, с помощью превентивной медицины, средняя продолжительность жизни может вырасти на десять лет, а с применением в будущем новых методов, в том числе методов генной терапии возраст-ассоциированных болезней, — на 20-30 лет.
Об этом говорят и экспериментальные данные. Алексей Чуров отметил, что там прогресс гораздо более заметен, так как в условиях эксперимента модельным организмам действительно продлевают жизнь в несколько раз. Кроме того, в экспериментальных условиях испытываются и геропротекторы – вещества, которые гипотетически могут стать ключом к долголетию.
В условиях, смоделированных в лаборатории, этические и правовые барьеры менее жесткие, чем в клинических исследованиях, поэтому даже самые сложные идеи там легче реализовать. И напротив, многие клинические испытания просто невозможно провести с точки зрения закона – а опираться на опыт одного человека, наподобие Пэрриш, бессмысленно. Ведь любой препарат и метод лечения должен проверяться на группе пациентов – для получения максимально объективных данных о его действии.
Поэтому пока мир не готов к глобальным переменам, ученые остается только предлагать новые методы борьбы со старением и смотреть на то, как они работают в лабораторных условиях. Но даже открытия, сделанные в этой «стерильной» среде, позволяют смотреть в будущее с оптимизмом.
Полина Казакова
