Un interviu cu biologul Vadim Gladyshev despre cauzele îmbătrânirii și perspectivele prelungirii vieții
Laboratorul pentru Biologia Sistemelor a îmbătrânirii a fost deschis la N. N. Universitatea de Stat din Belozersk din Moscova, în 2017, finanțată printr-o subvenție din partea guvernului Federației Ruse. Este condus de un absolvent al Universității de Stat din Moscova, profesor la Școala de Medicină Harvard Vadim Gladyshev. „Attic” l-a întrebat de ce îmbătrânim, ce să facem cu asta și ce fac colegii săi din Rusia și Statele Unite.
Există destul de multe concepte de îmbătrânire. Să analizăm acest proces mai întâi la nivel celular mic. Cum ați defini o celulă veche?
- Din punctul meu de vedere, îmbătrânirea este acumularea de schimbări nocive odată cu vârsta. Aceasta nu este doar o deteriorare moleculară, schimbările pot fi diferite: poate exista o cantitate excesivă sau insuficientă a unei componente, sau un dezechilibru celular sau alte modificări. De exemplu, în compoziția complexului proteic, o proteină este mai mult decât necesară, iar cealaltă nu este suficientă. Aceste modificări se acumulează odată cu vârsta. Acest lucru se aplică atât celulei, cât și organismului, deoarece majoritatea organismelor unicelulare îmbătrânesc, precum și organismelor multicelulare, nu există o diferență mare. Dar într-un organism multicelular este mai dificil, deoarece diferite organe și celule diferite din interiorul organelor îmbătrânesc și ele interacționează cumva între ele. Diferite organe pot îmbătrâni în ritmuri diferite, celulele diferite pot îmbătrâni în ritmuri diferite și toate se afectează reciproc.
Există un fel de graniță prin care poți distinge o cușcă veche de una veche?
- Nu, este un proces atât de continuu. Îmbătrânirea începe de fapt cu fertilizarea. Oul a fost fertilizat, a apărut un nou organism și a început imediat să îmbătrânească. Doar că există o mortalitate ridicată în rândul embrionilor, astfel încât daunele nu sunt încă vizibile pe fundalul tuturor celorlalte. Acest fapt se manifestă abia după nouă ani, în cazul oamenilor, când mortalitatea începe să crească odată cu vârsta.
Puteți descoperi o cauză-cheie a îmbătrânirii?
- Aceasta este problema. Nu este clar cum să faci un experiment care să reflecte tranziția întregului sistem la starea veche, și nu unele dintre părțile sale. De obicei, iau o parte, de exemplu, o singură genă sau organelă și se uită la ele, încercând să înțeleagă îmbătrânirea. Dar acest lucru nu poate reflecta complet imaginea îmbătrânirii întregului organism.
Video promotional:
Deci nu putem lua niciun singur factor și să-l numim cauza?
- Nu există niciun motiv principal pentru îmbătrânire. În principiu nu poate exista. Imaginează-ți următoarea situație: un anumit factor a devenit limitativ. Iată-l - motivul principal pentru îmbătrânire, din cauza lui totul îmbătrânește. Selecția naturală poate fi apoi așteptată pentru toate celelalte componente. Să spunem că există o altă proteină care funcționează foarte bine, nu se descompune și funcționează toată viața. Și o mutație a apărut în el, a devenit un pic mai rău din cauza asta. Dar nu va conta, nu va fi eliminat prin selecție, deoarece încă un motiv pentru îmbătrânire este încă limitativ. Apoi a apărut o mutație într-o altă genă, într-o a treia … Totul se va agrava treptat și mai rău până când se va sincroniza cu factorul care a fost factorul principal la începutul nostru. Drept urmare, din nou, mulți factori vor acționa împreună asupra îmbătrânirii și nu va exista unul principal. Dar sincronizarea nu va fi perfectă,iar acest lucru se manifestă diferit în diferite specii. Șoarecii, în special cei de laborator, mor adesea din cauza anumitor tipuri de cancer, iar oamenii mor din cauza bolilor de inimă. Acest lucru se întâmplă deoarece sincronizarea proceselor de extincție nu este absolută, există o predispoziție diferită pentru bolile legate de vârstă.
Cât de clară este legată îmbătrânirea celulelor și îmbătrânirea organismului? Să presupunem că avem un șobolan aluniță goală care practic nu îmbătrânește. În același timp, ați scris recent că s-au găsit unele mecanisme de îmbătrânire. Acest lucru înseamnă că celulele individuale sunt supuse îmbătrânirii, dar șobolanul aluniță în sine nu este?
- Nu, nu este în întregime adevărat. Cred că și săpătorul îmbătrânește. El doar trăiește de foarte mult timp. Și pentru că daunele noastre se acumulează împreună, este greu de găsit cauza principală. Dar uneori puteți manipula un fel de proteine de referință care afectează multe alte procese. Să zicem că l-am eliminat - totul s-a schimbat, corpul a devenit diferit și acum îmbătrânește puțin diferit și poate îmbătrâni mai mult. La fel și cu excavatorul: îmbătrânește mai mult și îmbătrânește atât de mult, încât este foarte dificil să observi acest proces.
Dar celulele individuale care îmbătrânesc încă se acumulează?
- Sigur. De exemplu, are neuroni. Se formează în timpul dezvoltării embrionare. Apoi nu sunt înlocuite, sunt celule neregenerabile. Uneori se întâmplă ceva în ele, de exemplu, a avut loc o mutație sau o altă eroare - neuronul a murit și nu poate fi înlocuit în niciun fel. A trecut ceva timp - un alt neuron moare, altul, un al treilea. Se dovedește că corpul nu poate decât să îmbătrânească. Aceasta se aplică oricărui mamifer.
Vladimir Skulachev și co-autori susțin presupunerea că șobolanul aluniță este un șoarece neotenic (adică unul în care dezvoltarea este încetinită foarte mult, de aceea, indivizii încep să se reproducă în copilărie - nota autorului), iar un bărbat este o maimuță neotenică. Prin urmare, un șobolan aluniță îmbătrânește mai lent decât un șoarece, iar noi - mai încet decât maimuțele. Avem mecanisme proprii care ne permit să îmbătrânim mai încet?
- Aceasta este o întrebare interesantă. Avem un proiect pe acest subiect în laboratorul din Moscova. Încercăm doar să descoperim la nivelul proceselor evolutive câteva caracteristici comune între om și șobolan aluniță în comparație cu rudele lor apropiate, care nu sunt neotenice. În zbor, genele responsabile pentru aceste procese nu sunt găsite, dar noi suntem încă în căutarea.
Există șanse ca noi să împrumutăm un anumit mecanism de longevitate de la digger?
- Da, aceasta este una dintre ideile principale din laboratorul meu. Vrem să studiem organismele cu viață lungă, inclusiv șobolanul aluniță, și să folosim cumva mecanismele care au apărut în ele în timpul evoluției. Dar pentru oameni, aceasta nu este o întrebare de mâine, desigur, pentru că mai întâi trebuie să verificați șoarecii.
Diagrama duratei de viață comparativă a diferitelor animale. [A] Durata de viață maximă, luată în raport cu masa unui adult; [B] Exemple de specii cu viață lungă; [C] Locația comparativă a unor specii de mamifere în raport cu durata lor medie de viață. Ilustrație dintr-un articol de Siming Ma, Vadim N. Gladyshev. Semnături moleculare ale longevității: idei din studii comparative de specii / Seminarii în Biologie celulară și Dezvoltare.
Care dintre strategiile de prelungire a vieții credeți că are cele mai multe șanse în viitorul apropiat?
- O tendință este intervențiile simple precum restricția de calorii, sunt deja acolo, pot fi testate. Atragerea mecanismelor de la organisme cu durată lungă de viață este o a doua tendință pe termen lung, cu potențial pentru schimbări mai drastice în durata de viață. Intervențiile simple convenționale la șoareci prelungesc viața cu maximum 20-30%. Dacă este transferat unei persoane - și cel mai probabil [astfel de intervenții] nu vor funcționa atât de bine pentru el - aceasta este o creștere a [speranței de viață] cu 10 sau 20 de ani, în mod ideal. Și există și o a treia opțiune - este complet nouă, a fost publicat un singur articol pe acest subiect, există încă puține date aici - aceasta este întinerirea in vivo, în interiorul corpului, când se pot exprima așa-numiții „factori Yamanaka”. Acestea sunt patru factori de transcripție care permit unei celule să treacă de la un adult la o stare embrionară. Această lucrare a apărut acum un an. Acolo, oamenii de știință au exprimat aceste patru gene la șoareci, unele dintre celule au trecut într-o stare mai tânără, iar șoarecele a început să trăiască mai mult. Dar problema este aceasta: atunci când întinerim celula, creștem foarte mult probabilitatea de cancer. Prin urmare, în acea lucrare, au înșelat puțin, sau ceva: au făcut un experiment pe o linie de șoareci de scurtă durată, care nu a avut timp să dezvolte cancer. Dar, în principiu, aceasta este o idee foarte bună. Puteți să întineri simultan și să luptați împotriva cancerului, să combinați aceste strategii. Această zonă are un potențial mare. Am auzit de la mai multe laboratoare că în prezent se desfășoară cercetări pe acest subiect.creștem foarte mult probabilitatea de cancer. Prin urmare, în acea lucrare, au înșelat puțin, sau ceva: au făcut un experiment pe o linie de șoareci de scurtă durată, care nu a avut timp să dezvolte cancer. Dar, în principiu, aceasta este o idee foarte bună. Puteți să întineri simultan și să luptați împotriva cancerului, să combinați aceste strategii. Această zonă are un potențial mare. Am auzit de la mai multe laboratoare că în prezent se desfășoară cercetări pe acest subiect.creștem foarte mult probabilitatea de cancer. Prin urmare, în acea lucrare, au înșelat puțin, sau ceva: au făcut un experiment pe o linie de șoareci de scurtă durată, care nu a avut timp să dezvolte cancer. Dar, în principiu, aceasta este o idee foarte bună. Puteți să întineri simultan și să luptați împotriva cancerului, să combinați aceste strategii. Această zonă are un potențial mare. Am auzit de la mai multe laboratoare că în prezent se desfășoară cercetări pe acest subiect.
Dar, în acest caz, putem avea o problemă că suntem mai încet să învățăm să combatem cancerul decât să reprogramăm celulele
- De ce, în cazul cancerului, în ultimii ani s-au înregistrat progrese foarte mari. Cancerele sunt acum secvențiate, principalii factori au fost găsiți pentru fiecare tip de cancer, iar inhibitorii sunt selectați pentru acești șoferi. Anterior, tratamentul a fost simplu: chimioterapie sau radio - și salut, este la fel pentru toată lumea. Și acum iau cancer, secvențiat și știu deja care inhibitor să ia, care acționează asupra genei care a confundat. Acesta este un nivel complet diferit.
Autor: Polina Loseva
