Старение: победа близка

Как продлить жизнь мухе дрозофиле, мыши, человеку и распрощаться со старостью.
Старение: победа близка

Naked Science пообщался с главой фонда «Наука за продление жизни» Михаилом Батиным и узнал, как продлить жизнь мухе дрозофиле, мыши и человеку, вырастить печень и «напечатать» мочевой пузырь, распрощаться со старостью и что крионика – технология воскрешения из мертвых.

Михаил Батин возглавляет фонд «Наука за продление жизни» - единственную в России организацию, которая популяризирует и стимулирует антиэйджинговые исследования. Фонд занимается различными проектами в области продления жизни человека.

- Чем занимается Ваш Фонд?

  • Прежде всего, это организация научных исследований. Сегодня в науке антиэйджинга требуется осуществить довольно большой их спектр. Это исследования в области регенеративной медицины, изучение фундаментальных механизмов старения, эксперименты по созданию трансгенных животных, живущих дольше, чем обычно, внедрение в клиническую практику диагностики старения и, конечно, разработка и реализация подходов, существенно продлевающих жизнь человека. Мы занимаемся как организацией научных исследований, так и пропагандой необходимости продления жизни человека.

- Назовите самые значительные исследования, организованные фондом?

  • Первое – это увеличение продолжительности жизни мух дрозофил на 70%. Исследования провел доктор биологических наук, заведующий лабораторией молекулярной радиобиологии и геронтологии Института биологии Коми НЦ УрО РАН Алексей Москалев, а мы их финансировали. Второе – мы осуществили ретрансляцию технологий, с применением которых в России была впервые выращена биоинженерная трахея. Она состоит из искусственной части с использованием собственных клеток пациента.

Специально для проведения этой операции и передачи технологий мы пригласили в Россию итальянского хирурга, видного специалиста по регенеративной медицине в Европе Паоло Маккиарини, который придумал и осуществил технологию выращивания биоинженерной трахеи. Весь этот проект обошелся в 250 тысяч евро.

Наш фонд помог Паоло Маккиарини подготовить все документы для мегагранта, и в результате он получил 150 млн. рублей, на которые была создана большая хорошая лаборатория по регенеративной медицине в Краснодаре. После этого было проведено еще две операции по выращиванию и трансплантации трахеи, и в данный момент готовится третья операция.

Однако сейчас наш основной проект – проведение конференций по генетике старения и долголетия. Это популяризаторская, образовательная и научная работа. В апреле следующего года к нам на конференцию приедут лучшие ученые мира и расскажут о своих проектах, в том числе потенциальным инвесторам. Одним экспериментом нельзя решить проблему старения. Нужны коллаборация и множество усилий. И так как мы ограничены в ресурсах, то такая деятельность на данный момент является самой полезной и правильной.

- Опишите подробнее технологию выращивания трахеи.

  • Сначала делается каркас из полимеров в виде воздуховодной трубки. У пациента вырезается пораженный участок трахеи, на его место вставляется каркас. Далее из костного мозга берутся клетки, сортируются, выбираются стволовые клетки. Их наносят на каркас и добавляют три фактора роста. За две недели образуется эпителиальная ткань, и человек спокойно дышит. Все проведенные операции закончились успешно.

- Недавно Вы выиграли грант на трансферт технологий по выращиванию печени. Чем закончилась эта работа?

  • В США есть ведущий специалист по выращиванию биоинженерной печени – Энтони Атала. Он вырастил несколько видов тканей – около 30 – и в том числе заселил клетками каркас мышиной печени. Мы предложили ему попробовать сделать в России полноценную работающую человеческую печень. На эту тему очень много разговоров, и мы даже выиграли конкурс с этим проектом, но потом конкурс был отменен. Министерство обороны посчитало, что это слишком амбициозный проект.

- А как выращивается печень?

  • Есть три направления в области выращивания органов. Первое – каркасное направление, как в случае с трахеей, когда мы берем каркас, наносим клетки, стимулируем рост. Здесь еще необходимо решить такую проблему, как васкуляризация, т.е. прорастание кровяных сосудов. Нужен каркас, который сумеет сохранить сосуды, и такие каркасы уже существуют.

В Воронеже есть группа ученых под руководством Игоря Артюхова, которым удалось это сделать. Когда у нас есть готовый непротекающий каркас, мы заселяем его клетками, даем этим клеткам ростовые факторы, факторы дифференцировки гепатоцитов (чтобы образовались нужные нам клетки). Печень вырастает, и получается орган.

Второй способ – 3D-биопринтинг, когда мы прямо на принтере печатаем ткани, например, хрящевую ткань. 3D-принтер– обычное механическое устройство, в которое вместо чернил «заливаются» определенные клетки, и он выкладывает их в нужной последовательности в нужную форму. Компания Organic уже сделала с помощью такого метода кости. Также есть мочевой пузырь, напечатанный на принтере. Это полый орган, поэтому его легко напечатать и трансплантировать.

Директор Института регенеративной медицины Вэйк Форест Энтони Атала выполнил пересадку такого мочевого пузыря. Но вот функционирующего органа, напечатанного на 3D–принтере, еще нет.

Третий способ – механизмы эмбриогенеза, с помощью которых можно сделать так, чтобы нужный нам орган вырос сам. Например, одна клетка, зная программу развития, может вырасти в целую печень.

- Это действительно возможно, или это только теория?

  • Это теория, но ведь мы вырастаем из одной клетки. Точно так же можно вырастить орган. Я сторонник именно этого метода. Вообще, я сторонник клонирования человека как сверхважной технологии и считаю, что это ничем не отличается от экстракорпорального оплодотворения.

- Какие направления в науке должны развиваться, чтобы бессмертие стало реальностью?

  • Генетика это основное направление. Даже если мы говорим о борьбе со старением, то, в конечном счете, это все равно генетика. Мы воздействуем с помощью определенных веществ на гены. Второе – регенеративная медицина, когда мы выращиваем органы. Третье – киборгизация органов, когда мы заменяем различные органы их искусственными аналогами. Искусственное сердце, например, уже было имплантировано. А если мы сумеем создать искусственную кровь, которая будет доставлять все, что нужно для мозга, то мы вообще не особо будем нуждаться в остальных органах.

Если мы создадим экзоскелет, он будет гораздо сильнее, чем человек. Мало того, существуют даже эксперименты по моделированию некоторых участков мозга, например, мозжечка. Наконец, четвертое направление – моделирование сознания, то есть перенос сознания на другой носитель.

- Это звучит слишком фантастично...

  • Да, это фантастично, но как раз в этом направлении существуют два проекта– Blue Brain («Голубой мозг») и Human Connectome («Коннектом человека»). Под один из них выделен миллиард долларов, под другой – три миллиарда долларов, и я думаю, полная карта нейронных связей головного мозга будет сделана довольно быстро. Это 100 млрд. нейронов. Ученые планируют сделать полную компьютерную модель мозга. Проекты реализуются в США и в Европе.

Кстати, есть еще и пятое направление на тот случай, если человек уже умер, это крионика. Крионика– лучшее действие в худших обстоятельствах. Даже если человек умер, мы можем поместить его в жидкий азот и ждать появления технологий будущего, которые смогут восстановить жизнедеятельность организма. В принципе, понятие о том, что такое смерть, менялось в истории человечества.

Сначала смертью считалось обездвиживание, потом – остановка дыхания, потом – остановка сердца, сейчас – остановка электромагнитной деятельности мозга.

Однако стволовые клетки после этого живут еще в течение целой недели. Так давайте мы их заморозим и будем ждать технологий, благодаря которым то, что мы считали смертью раньше, в будущем таковым не будет являться. Поэтому крионика является одним из важнейших направлений в области продления жизни человека.

- Почему в России так мало реализуется проектов в области антиэйджинговых исследований?

  • Мы организовали две лаборатории в МФТИ – лабораторию старения и продолжительности жизни и лабораторию регенеративной медицины, но нам приходится заниматься поиском денег для того, чтобы в них могла проводиться какая-то работа.

Руководители лаборатории должны сами найти необходимые деньги. Поэтому, к сожалению, наша работа заключается в основном в подаче заявок на гранты, и большинство из них не удовлетворяется. Чаще всего наши заявки не находят своего понимания, и мне сложно сказать, почему. Может быть, потому, что мы не можем объяснить обществу необходимость продления жизни.

- Неужели частные инвесторы не заинтересованы в подобных исследованиях?

  • Конечно, мы ищем частных инвесторов и обсуждаем этот вопрос со многими миллиардерами, но это не так-то просто. Люди думают, что проще подождать, когда будут изобретены лекарства от старения, чтобы просто купить их, и поэтому не хотят сейчас вкладываться в эти исследования. Бизнес нацелен на коммерческий результат, на немедленную отдачу.

А нам нужны фундаментальные исследования. Если к бизнесмену приходит человек, который обещает уже скоро сделать лекарство от старости, он быстрее получит деньги, потому что якобы предлагает простое и быстрое решение. Другой вопрос, что оно может просто не работать.

Мы же считаем исследования необходимыми, исследования, которые с высокой долей вероятности приведут к увеличению продолжительности жизни, но это долгий, большой и рисковый путь. На это не так-то просто решиться. Для этого нужно очень сильно хотеть жить и любить жизнь больше, чем деньги.

- Какие основные достижения в области генетики старения Вы можете выделить?

  • В генетике есть несколько направлений. Прежде всего, это создание животных, которые живут намного дольше, чем обычно. Самое значительное достижение принадлежит Роберту Шмуклеру Рису, профессору Университета Арканзаса, который в 10 раз увеличил продолжительность жизни червя-нематоды. Подобных экспериментов много, в том числе эксперимент Алексея Москалева, который продлил жизнь дрозофилы на 70%.

Отдельно я бы выделил такое направление, как создание вирусов долголетия, когда мы помещаем вирусную конструкцию, содержащую нужный нам ген, в те или иные ткани животного, в результате чего животное живет дольше. Так, Мария Бласко, генетик из Испании, в прошлом году смогла увеличить продолжительность жизни однолетних старых мышей примерно на 24%, а двулетних – на 12%. Вирус встраивается в участок ДНК, в данном случае это была часть ДНК, кодирующая теломеразу. Этот фермент отвечает за то, чтобы концевые участки хромосом – теломеры – не укорачивались.

И дело тут не столько именно в теломеразе, а в том, что у нас есть целый ряд генов, которые теоретически могли бы обеспечить нам долголетие. Активность этих генов с возрастом падает, и было бы хорошо ее поддержать. Если бы мы могли активировать эти гены, а их известно порядка ста, то есть очень высокая вероятность того, что животное будет жить дольше, а в будущем и человек.

- Почему же человек стареет?

  • Старение во многом обусловлено тем, что под влиянием внешней среды у нас меняется работа генов. Гены, связанные со стрессоустойчивостью, постепенно перестают работать. Гены стрессоустойчивости это, фактически, и есть гены долголетия. Это гены, отвечающие за репарацию ДНК, аутофагию, регенерацию и т.д. И было бы хорошо их активировать.

Лекарственные препараты, в целом, нацелены на ингибирование, то есть на блокировку каких-либо процессов. А нам нужно, наоборот, стимулировать. Вот как раз возможность создавать подобные вирусные конструкции это вдохновляющий путь к продлению жизни уже старых животных, что нам и нужно. Ведь мы хотим продлить жизнь уже живущим людям. Я считаю, что это самое перспективное направление.

Манипуляции с одним таким геном стоят порядка двух миллионов долларов. Соответственно, 100 генов – 200 млн. долларов. А сочетание генов – уже полтора миллиарда долларов. Вот такой реальный прайс на подобные исследования. Конечно, сложно найти человека, который готов вкладывать такие деньги.

- Что может обычный человек сделать для продления жизни?

  • Во-первых, нужно вести здоровый образ жизни. Во-вторых, придерживаться низкокалорийного питания. В-третьих, проводить постоянную диагностику организма. Нужно знать как можно больше параметров. В этом плане лучше всех поступил Майкл Шнайдер– главный молекулярный биолог Стенфорда, который в прошлом году стал замерять у себя 40 тысяч различных параметров. Таким образом, он смог предотвратить сахарный диабет.

Современные методы секвенирования (расшифровки генома – прим. автора) и анализа молекулярной информации становятся все дешевле. Сейчас уже можно посмотреть миллион параметров полиморфизмов всего за 200 долларов. Под расшифровкой я, прежде всего, подразумеваю расшифровку эпигенома, то есть как геном работает. Помимо этого, расшифровка транскриптома, то есть какие транскрипты получаются с генома, и анализ протеома – какие белки в организме.

И чем больше мы будем знать о себе, тем больше мы предвосхитим те или иные заболевания и сможем воздействовать на них. Внедрение диагностики старения в клиническую практику – срочнейшая задача. Я сам однажды пришел в европейский медицинский центр и спросил у доктора: «Я старею. Что Вы мне можете сказать?» И он в ответ рассмеялся. А ведь именно старость вызывает болезнь Альцгеймера, рак, диабет второго типа, остеопороз и огромное число сердечно-сосудистых заболеваний. Все это – старение, и у него есть свои причины.

Значит, на него надо воздействовать. Но люди не хотят даже признать, что старение это болезнь или хотя бы синдром, требующий лечения.

- Насколько реально уже сейчас продление жизни?

  • Задача продления жизни, на самом деле, не столько научная, сколько технологическая. Мы сейчас примерно в такой же ситуации, какая была во время планирования полетов в космос. То есть нужно просто политическое решение. Все, что необходимо для продления жизни, мы уже знаем. Мы знаем, какие эксперименты нужно осуществить, которые с высокой долей вероятности приведут к увеличению жизни. По крайней мере, они уже привели к этому в экспериментах на животных.

И мы можем эти эксперименты усилить, разнообразить и добиться своего. Вопрос только в создании глобального проекта, такого как полет человека в космос или как адронный коллайдер.

Мало того, задача продления жизни является не только технической, но и политической, потому что для реализации этого проекта нужна политическая воля. А для этого нужно, чтобы продление жизни человека было признано важным для государства. Однако сейчас те деньги, которые могли бы идти на продление жизни человека, уходят на ее сокращение– армия, перевооружение, боевая техника и т.п. И это самая большая наша проблема. Поэтому наша задача – переломить ситуацию.

- Михаил, почему Вы стали заниматься темой продления жизни, не будучи ученым?

  • Мне кажется, это логичное действие для любого человека. Чем бы ни занимались, что бы нас ни увлекало, для этого нужно быть живым. Я возглавлял Комитет по социальной политике в Костромской областной думе и понимал, что многим людям помочь уже невозможно по причине старения. Из моей профессиональной деятельности очевидно, что старение это то, что превращает человеческую жизнь в трагедию.

Однако очень многие воспринимают старение как некую абсолютную данность, с которой ничего нельзя поделать. А на самом деле можно. Каждый из нас может добавить себе 10 лет жизни, просто занимаясь каждый день в течение часа двигательной активностью в режиме аэробики.

И это самый простой шаг. А что тогда может сделать молекулярная биология? Если с помощью манипуляций с генами уже удалось продлить жизнь животным в 10 раз, то почему нельзя сделать это для человека?

Вообще, стоит сказать, что в этом направлении делается поразительно мало, а сама тема просто табуирована. Когда я начал этим заниматься, меня потряс этот факт и потрясает до сих пор. Ситуация постепенно меняется, но пока еще интерес к борьбе со старением в обществе слишком мал для того, чтобы были созданы серьезные научные программы.

- Те манипуляции с генами, которые проводились на животных, еще ни разу не проводились на людях?

  • Нет, потому что это очень дорого. Но кое-что все же было сделано. Уже существует ряд генетических лекарств, одно из которых недавно было разработано в России, и это очень большое достижение. Сейчас происходит ренессанс генной терапии, и это в основном связано с раком. То есть в случае некоторых заболеваний генетические препараты уже внедрены в клиническую практику.

Но чтобы осуществить это для старения, нужно сделать нечто другое. Сначала нужно научиться его диагностировать. Мы знаем, как диагностировать диабет, панкреатит или псориаз, а старение – нет. И это проблема. Нам нужно разработать методику диагностики старения, чтобы понимать, что именно этот процесс, именно такая работа генов, именно такие белки означают старение.

Лекарственные препараты против старения, которые потенциально могут продлить жизнь человека, уже есть. Однако нужны клинические испытания. Их можно было провести еще в XX веке, просто перепробовав все, что продается в аптеках. Аспирин, рапамицин, ресвератрол, янтарная кислота, витамин D – как они действуют на долголетие? Таких экспериментов не было проведено.

Поэтому нам сейчас необходимо создание диагностической платформы старения, так называемой системы биомаркеров старения. Для ее создания в клинических испытаниях должны быть задействованы десятки тысяч человек, должны быть задействованы больницы. Мы пишем такие заявки на гранты, но пока денег не дают. Для того чтобы развернуть широкомасштабные исследования, опять-таки необходима политическая воля.

Из книги Михаила Батина и Алексея Турчина «Футурология»:

Гены долголетия – гены, активация которых приводит к продлению жизни, а гены старения – наоборот, те гены, блокирование которых приводит к продлению жизни. В настоящий момент известно около 800 таких генов. Основная задача в борьбе со старением на генетическом уровне – подобрать оптимальное сочетание таких генов и найти способы управления ими с помощью лекарств.

Старение – утрата регенеративных, репаративных и ремонтных способностей. Эти способности зависят от того, насколько хорошо работают определенные группы генов. Они называются генами стрессоустойчивости, потому что регулируют ответ организма на стресс.

Гордон Литгоу – профессор Института БАК, научный руководитель и директор Междисциплинарного исследовательского консорциума по геронтологии.

Исследования Гордона Литгоу уже показали, что фармакологическое управление геномом может приводить к продлению жизни. Исключительно за счет добавления в пищу нематодам флуоресцентного красителя тиофлавина Т удалось продлить их жизнь на 78%. Это вещество активизирует экспрессию генов стрессоустойчивости, а именно белков теплового шока и генов, связанных с аутофагией, – процессом расщепления вредных агрегатов внутри клетки.

Криоохлажденный мозг почти полностью сохраняет информацию о схеме связей между нервными клетками (коннектом), на основании которой после размораживания можно будет восстановить информацию о личности. В криокомпании «Алькор» тела криопациентов хранятся в больших сосудах Дьюара в жидком азоте, благодаря чему химические процессы крайне замедлены. Первым в мире криопациентом стал Джеймс Бедфорд – американский профессор психологии. Он был крионирован в 1967-м году Калифорнийским крионическим обществом.

Киборгизация человека – естественный путь лечения, основанный на замене органов искусственными аналогами. Киборгизация не только заменяет утраченные части тела, но и открывает новые возможности. Один из путей киборгизации – создание мозговых имплантов. Уже сейчас разрабатываются импланты для лечения эпилепсии, слепоты, глухоты, депрессии.

Синтетическая бактерия микоплазма – первая способная к размножению бактерия, контролируемая синтетическим геномом. Она была создана в 2010-м году учеными из института Крега Вентера. Ее геном был искусственно синтезирован и введен в оболочку бактерии, чей естественный геном был удален.

Одним из подходов к продлению жизни за счет управления работой генома является активация фермента теломеразы одновременно с генами, защищающими организм от рака. Теломераза удлиняет теломеры, концевые участки хромосом– конденсированных молекул ДНК. При каждом делении клетки теломеры укорачиваются и в какой-то момент достигают критической длины, после чего клетка перестает делиться. Укорочение теломер является одним из основных факторов клеточного старения.

Сравнительная биология старения изучает то, как стареют различные живые организмы, в том числе почему одни животные живут намного дольше, чем их близкие родственники. Например, африканский грызун голый землекоп доживает до 30 лет, что в 6-7 раз превышает соответствующую его размеру продолжительность жизни. У него постоянная температура тела, он устойчив к гипоксии и не болеет раком. Рошель Буффенштейн – профессор физиологии Института Баршопа по изучению старения и долголетия Университета Техаса. Рошель Буффенштейн считает, что один из ключевых генов, ответственных за исключительную устойчивость этого животного к стрессу, – Nrf2. Также большую роль играет чрезвычайная активность протеасомы – комплекса, который расщепляет поврежденные белки.

Источник: Научно-популярный портал Naked Science

Комментарии
Комментарии