Așa cum știința își propune să amâne moartea.
Când îmbătrânirea este recunoscută ca boală, ce gene sunt asociate cu aceasta, există o limită la longevitate și cât de periculoasă este biohackingul - într-un interviu cu unul dintre câștigătorii concursului „Descoperirea Anului”, Alexander Tyshkovsky.
În decembrie Indicator. Ru și proiectul „Sunt în știință” au organizat o competiție pentru cele mai bune cercetări ale oamenilor de știință ruși pentru anul „Discovery of the Year”. Conform rezultatelor votului experților, unul dintre câștigătorii la nominalizarea tinerilor la competiție a fost un cercetător principal la Laboratorul de Biologie a Sistemelor a Îmbătrânirii, Institutul de Cercetare în Chimie Fizică, Universitatea de Stat din Moscova MV Lomonosov și Harvard Medical School Alexander Tyshkovsky cu un articol despre mecanismele moleculare de prelungire a vieții în Metabolismul celular. Am discutat cu el despre esența descoperirii pe care a făcut-o cu colegii săi - dar nu numai.
Alexander, spune-ne despre cercetările tale. Din câte am înțeles, ați luat metodele cunoscute de a prelungi viața și ați privit exact cum, la nivel molecular, afectează corpul șoarecilor. Ce ai găsit?
- Sarcina noastră principală a fost să înțelegem dacă metodele de prelungire a vieții au unele mecanisme comune. Până în prezent, există deja mai mult de 20 de moduri diferite de a crește speranța de viață la animale - acestea sunt diverse diete (de exemplu, cu conținut scăzut de calorii), medicamente (de exemplu, rapamicină) și unele influențe genetice. Printre acestea din urmă, una dintre cele mai cunoscute este o mutație care duce la deficiență de hormoni de creștere. Ca urmare, se obțin șoareci pitici, dar acest lucru este deja suficient pentru a trăi de o dată și jumătate mai mult decât cei obișnuiți. În activitatea noastră, am căutat mecanisme moleculare comune tuturor acestor metode. Pentru a face acest lucru, am expus șoarecii la diferite influențe și după câteva luni am măsurat nivelul lor de activitate genică. Ne-a interesat modul în care munca genelor s-a schimbat sub influența acestei sau acelei metode de prelungire a vieții. S-a doveditactivitatea a aproximativ 300 de gene se schimbă de fapt într-un mod similar, indiferent de tipul de expunere. Mai mult, se știe că diferite metode prelungesc viața în grade diferite: dieta, de exemplu, cu aproximativ 30%, deficitul de hormoni de creștere - cu 50%, medicamentele - cu doar 10-20%. Am descoperit că activitatea unor gene este legată de măsura în care o anumită expunere va crește durata de viață a unui animal. Adică, cu cât gena este mai activă, cu atât va trăi mai mult mouse-ul mediu și invers. Se dovedește că biomarkerii găsiți fac posibilă evaluarea nu numai că efectul va fi efectiv în principiu, dar și a trage o concluzie despre cât de mult va crește durata de viață.deficiență de hormoni de creștere - cu 50%, medicamente - cu doar 10-20%. Am descoperit că activitatea unor gene este legată de măsura în care o anumită expunere va crește durata de viață a unui animal. Adică, cu cât gena este mai activă, cu atât va trăi mai mult mouse-ul mediu și invers. Se dovedește că biomarkerii găsiți fac posibilă evaluarea nu numai că efectul va fi efectiv în principiu, dar și a trage o concluzie despre cât de mult va crește durata de viață.deficiență de hormoni de creștere - cu 50%, medicamente - cu doar 10-20%. Am descoperit că activitatea unor gene este legată de măsura în care o anumită expunere va crește durata de viață a unui animal. Adică, cu cât gena este mai activă, cu atât va trăi mai mult mouse-ul mediu și invers. Se dovedește că biomarkerii găsiți fac posibilă evaluarea nu numai că efectul va fi efectiv în principiu, dar și a trage o concluzie despre cât de mult va crește durata de viață.dar și pentru a trage o concluzie despre cât de mult va crește speranța de viață.dar și pentru a trage o concluzie despre cât de mult va crește speranța de viață.
Care sunt exact aceste gene?
- Există câteva sute de astfel de gene, dar multe dintre ele sunt implicate în aceleași procese celulare. De exemplu, multe gene care și-au diminuat activitatea au fost implicate în răspunsul imun. Intuitiv, răspunsul imunitar este perceput ca un mecanism util, dar, de fapt, odată cu vârsta, activitatea unor elemente ale sistemului imunitar crește, iar inflamația cronică devine unul dintre factorii în dezvoltarea bolilor legate de vârstă. Pentru aceasta, în știință, există chiar și un termen separat inflamator, de la cuvintele „inflamație” (inflamație) și „îmbătrânire” (îmbătrânire). Prin urmare, nu este surprinzător faptul că tratamentele care prelungesc viața opresc genele asociate cu acest proces. Pe de altă parte, am observat o creștere a activității genelor implicate în fosforilarea oxidativă și în metabolismul glucozei, adică primirea de energie de către celulă. Acesta a fost arătat anteriorcă odată cu vârsta, intensitatea metabolismului energetic scade la o varietate de animale, inclusiv la oameni. Tratamentele care durează viața încetinesc acest proces.
Cum vă ajută rezultatele pentru a găsi noi mijloace de a prelungi viața?
Video promotional:
- Simplificarea căutării de noi modalități de prelungire a vieții este obiectivul principal al activității noastre. Astăzi, pentru a dovedi efectul acestui sau acel efect asupra duratei de viață a șoarecilor, este necesar să așteptăm moartea animalelor care primesc acest efect și să vedem cât timp trăiesc în comparație cu șoarecii obișnuiți. Și trăiesc până la patru ani. Adică, pentru a testa eficacitatea unui singur medicament, va trebui să hrănești un grup mare de șoareci cu toți acești ani. Acest lucru necesită mult timp și resurse financiare, deoarece unele medicamente sunt destul de costisitoare. Rezultatele noastre ne permit să prezicem efectul expunerii în doar două-trei luni, imediat ce afectează activitatea genelor biomarkerului din organism. Vom putea să-l măsurăm și să evaluăm dacă speranța de viață va fi crescută. Această abordare face posibilă accelerarea și reducerea semnificativă a costurilor căutării de noi influențe. În prezent testăm aproximativ zece dintre medicamentele noastre preconizate pentru viața de viață la șoarecii vârstnici. Încă nu pot trage concluzii, deoarece experimentul nu este încă încheiat, dar deja în această etapă vedem rezultate notabile.
De ce te interesează deloc prelungirea vieții?
- Sincer, nu m-am gândit niciodată la cum s-a întâmplat. Cred că există doi factori aici. În primul rând, mă interesează foarte mult bioinformatica și, în general, aplicarea metodelor matematice în biologie. Îmbătrânirea este un proces în care sunt implicate toate sistemele corporale, nu există un singur întrerupător care să îl declanșeze. Și în studiul mecanismelor de îmbătrânire este cel mai optim să utilizăm o abordare a sistemelor și, prin urmare, bioinformatică. În al doilea rând, în opinia mea, îmbătrânirea este una dintre principalele probleme ale umanității în prezent. Din cele zece decese de pe Pământ, fiecare a șaptea este cauzată de boli legate de vârstă: boli cardiovasculare, cancer, diabet de tip 2, demență și așa mai departe. Așadar, aceasta este problema de sănătate numărul unu și, cercetând îmbătrânirea, lucrăm în esență pentru a salva vieți.
Există acum o opinie consacrată în zona dvs. cu privire la modul în care speranța de viață a unei persoane este limitată? Se crede că limita a fost deja atinsă
- Nu există încă un răspuns exact la această întrebare. Recordul oficial este acum 122 de ani și există centenari care au trăit mai bine de 115 ani. Aparent în jur de 120 de ani este limita actuală pe care o persoană o poate atinge având în vedere sistemul actual de îngrijire a sănătății, stiluri de viață sănătoase ș.a. Probabil, folosind un fel de medicamente și manipulări genetice care prelungesc viața animalelor, vom putea crește speranța medie de viață la om. Dacă vom reuși să creștem maximul în acest fel, este o întrebare dificilă. Avem câteva studii teoretice care arată că cel puțin până la 150 de ani pare să funcționeze. Dacă este posibilă extinderea vieții în continuare este o întrebare deschisă. Desigur, exemple de mamifere care trăiesc mai mult de 200 de ani, cum ar fi balenele, inspiră optimism. Dar poate un om să trăiască 200 de anifără să se transforme într-o balenă, rămânând om? Cu alte cuvinte, ne putem spori semnificativ durata de viață fără a schimba caracteristicile cheie ale structurii și fiziologiei corpului nostru? Nu există niciun răspuns.
Eforturile cercetătorilor din domeniul dvs. vizează îmbătrânirea, în general, ca o problemă pe care umanitatea o va rezolva cândva în viitor sau pentru bolile individuale legate de vârstă, pentru care este necesar un tratament acum?
- Ambele abordări sunt aplicate. Unele grupuri se concentrează asupra bolilor specifice legate de vârstă, unele dintre ele fiind mai populare și mai puțin populare. De exemplu, împreună cu lupta împotriva cancerului, studiul bolilor neurodegenerative, inclusiv a bolii Alzheimer, este acum în prim plan. Până în prezent, la om nu există un singur medicament dovedit împotriva lui. Cu un stil de viață corect, putem reduce ușor riscul de boală, dar dacă a apărut deja, nu va funcționa pentru a opri sau chiar a încetini dezvoltarea acesteia. Prin urmare, se investesc eforturi mari în rezolvarea acestei probleme.
Abordarea laboratorului nostru este ușor diferită. În loc să lupți cu fiecare boală separat, poți explora mecanismele lor comune de apariție și să acționezi asupra lor. Bolile neurodegenerative, bolile cardiovasculare și chiar cancerul au cauze de rădăcină comune - acumularea anumitor pagube în diferite sisteme ale corpului. Vedem că riscul de a dezvolta toate aceste boli crește cu o dinamică foarte similară. Și cel mai adesea, încetinind acumularea de daune într-un fel sau altul, reducem riscul de a dezvolta majoritatea bolilor legate de vârstă. Munca noastră are ca scop găsirea unei soluții atât de complexe - pentru a face față cauzelor profunde, nu consecințelor.
Adică, dacă influențe similare cu cele care extind acum viața animalelor de laborator sunt aplicate în cele din urmă la om, vor încetini dezvoltarea tuturor acestor boli sau le vor inversa?
- Este mai probabil să încetinească acumularea daunelor și să întârzie apariția unor astfel de boli - acesta este efectul celor mai studiate efecte până în prezent.
Și care dintre aceste efecte este cel mai apropiat de a fi aplicat oamenilor?
- Medicamente, deoarece aceasta este cea mai simplă metodă de tratament. Printre ele sunt câteva medicamente antidiabetice promițătoare, cum ar fi medicamentele acarboză și metformină. Sunt bune în primul rând cu puține efecte secundare. În plus, există deja studii pe pacienții cu diabet zaharat de tip 2, care au arătat că pacienții care au luat metformin, în medie, au trăit chiar mai mult decât oamenii sănătoși fără diabet. Metformina are, de asemenea, efecte benefice la animale. Nu întinde întotdeauna viața lor, dar măcar reduce riscul de a dezvolta boli legate de vârstă. Este un candidat promițător, iar anul trecut primele studii clinice cu metformină au fost anunțate în Statele Unite ca leac pentru îmbătrânire, nu pentru diabet. Vor dura aproximativ șase ani și vor avea loc la trei mii de persoane cu vârsta peste 50 de ani,se vor măsura o varietate de indicatori fiziologici. Acesta este un precedent important deoarece, în primul rând, acestea sunt primele studii clinice ale unui medicament anti-îmbătrânire la om. Și în al doilea rând, astfel de teste se apropie de ziua în care autoritățile de reglementare guvernamentale recunosc îmbătrânirea ca o boală. Până nu se va întâmpla acest lucru, nicio companie farmaceutică nu va putea elibera un medicament anti-îmbătrânire pentru persoanele sănătoase.
Care dintre tipurile de impact existente arată mai promițătoare pentru oameni?
- Dacă vorbim despre principalele tendințe în lupta împotriva îmbătrânirii, aș evidenția două abordări principale. Primul este încetinirea îmbătrânirii, despre care am vorbit deja. Iar medicamentele dau aici, din păcate, cel mai mic efect, judecând după șoareci. Astăzi, maximul pe care îl pot face medicamentele este să crească speranța de viață cu 20%. Chiar și o dietă scăzută în calorii dă până la 30%. Cel mai eficient mod de a încetini îmbătrânirea la animale este prin manipularea genetică. Dar este clar că, în cazul oamenilor, aceasta este cea mai puțin aplicabilă metodă, deoarece tehnologiile de editare a genomului sunt într-o stare pregătitoare și nu sunt încă pregătite pentru utilizare la om, mai ales când vine vorba de utilizare profilactică. Deci, tehnicile anti-îmbătrânire existente pot contribui la creșterea longevității sănătoase.dar nu va da un salt grav în speranța de viață.
A doua abordare nu constă în a încetini acumularea de daune, ci în a le corecta punctual atunci când s-au acumulat deja. Aceasta este baza, în special, a abordării lui Aubrey de Gray și a organizației sale SENS. Unul dintre cele mai populare startup-uri în acest domeniu este Unity, care dezvoltă senolitice, medicamente care vizează distrugerea selectivă a celulelor îmbătrânite. În mod normal, celulele care nu se autodistrug, dar uneori acest lucru nu se întâmplă și rămân în țesuturi, deși nu mai funcționează. Mai mult, aceste celule eliberează factori inflamatori, care pot declanșa un răspuns imun și inflamație cronică. Aceste celule sunt numite celule senescente sau îmbătrânite. Și există o ipoteză că ar fi frumos să elimini astfel de celule. Asta fac senolitice. În experimentele pe șoareci, aceștia au prelungit viața cu aproximativ 10-15%. La om, astfel de medicamente trec doar primele etape ale studiilor clinice și este prea devreme să vorbim despre un efect real. Dar dacă funcționează, va fi și una dintre opțiuni.
În general, în opinia mea, avantajul nostru constă în faptul că există multe tehnologii în domeniul antiaging și nu avem nevoie de fiecare dintre ele pentru a funcționa. Este suficient ca cel puțin câțiva să fie eficienți, iar acest lucru va fi deja suficient pentru a vă prelungi puțin viața. Și în acest timp pot apărea noi abordări mai eficiente ale terapiei.
Ce părere aveți despre biohackers care pur și simplu nu vor să aștepte până când ceva nu este garantat să funcționeze și să încerce singuri metode insuficient dovedite? Există vreo responsabilitate a oamenilor de știință aici?
- Trebuie să înțelegeți că majoritatea experimentelor științifice privind eficacitatea uneia sau altei metode de tratament sunt efectuate pe animale și nu întotdeauna ceea ce funcționează la șoareci va funcționa asupra oamenilor. Oamenii de știință descoperă noi posibilități, iar aplicațiile lor la oameni sunt cercetate de medici după finalizarea studiilor clinice. Prin urmare, responsabilitatea unui om de știință este de a avertiza oamenii că până acum această abordare sau aceea nu a fost testată pe o persoană. Și din câte știu, majoritatea oamenilor de știință încearcă să facă acest lucru. Și atunci dacă aplicarea sau nu a acestei metode este sau nu o decizie individuală a fiecăruia, pentru care fiecare este responsabil de sine.
De fapt, multe dintre tehnicile pe care biohackers le folosesc sunt metode clasice binecunoscute ale unui stil de viață sănătos, care s-au dovedit a fi eficiente la om. De exemplu, la un exercițiu moderat și o dietă scăzută în calorii, nu este nimic rău dacă nu mergeți prea departe: nu epuizați organismul cu foame, nu abandonați complet carbohidrații și așa mai departe. În alte cazuri, când efectul acestei abordări sau al aceleiași persoane nu a fost dovedit, cel mai important este să cântăriți cu atenție toate beneficiile și riscurile. De exemplu, ceaiul verde a arătat unele proprietăți geroprotectoare în experimentele pe animale. În special, a redus riscul de a dezvolta boli neurodegenerative și a fost asociat cu mortalitate scăzută la om. Nu are efecte secundare grave, așa că nu văd nimic periculos în a lua ceai verde: poate că nu îți va prelungi viața,dar nu va fi niciun rău evident din partea ei. Iar când este vorba de expuneri mai riscante, cu efecte secundare vizibile, acest lucru este deja demn de luat în considerare. Cu toate acestea, majoritatea medicamentelor care cresc durata de viață a animalelor sunt vândute astăzi numai pe bază de rețetă, așa că în unele cazuri, guvernul s-a gândit deja pentru dumneavoastră.
Ce te-a determinat să începi să popularizezi știința?
- Cred că una dintre principalele sarcini ale oamenilor de știință este să le spună oamenilor despre cercetare, în primul rând despre propriile lor. Pentru că dacă un om de știință nu o face, altcineva o va face. Și apoi studiul poate dobândi o varietate de interpretări, concluzii și altele. Zona îmbătrânirii în acest sens este un exemplu excelent, deoarece întotdeauna au existat multe mituri în el, care nu au fost oferite oamenilor ca o fântână a tinereții veșnice. Prin urmare, este deosebit de important să vorbim despre cercetări reale, despre ceea ce are o bază de dovezi. Și eu însumi sunt întotdeauna interesat să fac spectacol în fața oamenilor, așa că spectacolele științifice populare sunt o modalitate foarte bună pentru a combina afacerile cu plăcerea.
Prelegerile și filmările necesită mult timp?
- Mai mult și mai mult. Pe de o parte, acest lucru este grozav, pe de altă parte, devine din ce în ce mai dificil să combini acest lucru cu știința. Cu prelegerile în acest sens este mai ușor, deoarece nu este necesar să fie rescrise de fiecare dată, este suficient să le suplimentăm cu noi cercetări, fără a schimba conținutul principal. Videoclipul este mai dificil, deoarece fiecare videoclip are nevoie de materiale noi. Dar acum echipa noastră se extinde, vin oameni noi și sper că acest lucru ne va ajuta să facem o muncă mai interesantă.
Concurența noastră s-a numit „Discovery of the Year”, iar care dintre descoperirile recente din domeniul tău te-a surprins cel mai mult, păreau o veste din lumea științei ficțiunii?
„Am fost lovit de un studiu anul trecut, în care oamenii de știință au reușit pentru prima dată să imprime 3D o întreagă inimă umană din propriile celule ale unui pacient. Era, este adevărat, dimensiunea unui iepure, dar anatomic a repetat complet omul. Acest subiect este departe de laboratorul nostru, cu toate acestea m-a inspirat. Celulele care au devenit „cerneala” pentru imprimantă au fost obținute din țesutul adipos uman, transformate în celule stem pluripotente induse și apoi în celule de țesut muscular și pereți ai vaselor de sânge. Chiar și acum 15 ani, era imposibil să ne imaginăm tipărirea de organe întregi, iar în viitorul apropiat acest lucru poate fi de mare importanță pentru transplantologie - va permite efectuarea transplantului foarte repede, să nu așteptăm un organ donator adecvat și să evite problemele cu răspunsul imun.
Cum puteți evalua nivelul de cercetare în domeniul dvs. în Rusia în comparație cu echipele de lider din lume? Unde sunt cercetătorii ruși puternici și unde rămân în urmă?
- Avem o școală foarte bună de bioinformatică. Facultatea de Bioinginerie și Bioinformatică de la Universitatea de Stat din Moscova, pe care am absolvit-o, pregătește specialiști în acest domeniu și cu adevărat puternici. Mi se pare că Rusia este una dintre țările de frunte din acest domeniu. Există dificultăți în biologia experimentală și sunt asociate în principal cu costul ridicat al experimentelor pe animale. În domeniul îmbătrânirii, acestea necesită resurse deosebit de mari. După cum am discutat, testarea unui medicament pentru prelungirea vieții la șoareci necesită administrarea acestuia în fiecare zi timp de aproximativ patru ani. Și medicamentele sunt scumpe, iar grupurile de șoareci ar trebui să fie destul de mari: zeci de animale atât în grupele de control, cât și în cele experimentale. În Statele Unite, există un program de stat separat pentru astfel de experimente, sponsorizat de Departamentul Sănătății,deoarece niciun singur laborator nu își poate permite. Deci, în ceea ce privește experimentele pe animale, pierdem, dar punctul nostru forte este în matematică și informatică. Prin urmare, este foarte important să sprijiniți în continuare formarea și activitatea unor astfel de specialiști. În general, știința nu are astăzi granițe teritoriale. Deci, în lupta împotriva îmbătrânirii, facem cu toții o cauză comună.
Autor: Ekaterina Erokhina
