Som vitenskapen foreslår å utsette døden.
Når aldring blir anerkjent som en sykdom, hvilke gener som er forbundet med det, er det en grense for levetid og hvor farlig biohacking er - i et intervju med en av vinnerne av "Årets oppdagelse" -konkurranse Alexander Tyshkovsky
I desember holdt indikatoren. RU og prosjektet "Jeg er i vitenskap" en konkurranse for den beste forskningen til russiske forskere for året "Oppdagelse av året". I følge resultatene fra ekspertenes stemme, var en av vinnerne i ungdommens nominasjon av konkurransen en seniorforsker ved Laboratory of Systems Biology of Aging, Research Institute of Physical Chemistry, Moscow State University MV Lomonosov og Harvard Medical School Alexander Tyshkovsky med en artikkel om molekylære mekanismer for livsforlengelse i cellemetabolisme. Vi snakket med ham om essensen av oppdagelsen han gjorde med kollegene - men ikke bare.
Alexander, fortell oss om forskningen din. Så vidt jeg forstår tok du de kjente metodene for å forlenge livet og så på nøyaktig hvordan de på molekylært nivå påvirker musenes kropp. Hva fant du?
- Hovedoppgaven vår var å forstå om metodene for livsforlengelse har noen vanlige mekanismer. Til dags dato er det allerede kjent over 20 forskjellige måter å øke forventet levealder hos dyr - dette er forskjellige dietter (for eksempel kalorifattig) og medisiner (for eksempel rapamycin), og noen genetiske påvirkninger. Blant de sistnevnte er en av de mest kjente en mutasjon som fører til mangel på veksthormon. Som et resultat oppnås dvergmus, men dette er allerede nok til at de kan leve halvannen gang lenger enn vanlige. I vårt arbeid så vi etter molekylære mekanismer som er felles for alle disse metodene. For å gjøre dette utsatte vi musene for forskjellige påvirkninger og målte etter noen måneder deres genaktivitet. Vi var interessert i hvordan arbeidet med gener har endret seg under påvirkning av denne eller den metoden for å forlenge livet. Det viste segaktiviteten til rundt 300 gener endres faktisk på en lignende måte, uavhengig av type eksponering. Videre er det kjent at forskjellige metoder forlenger livet i ulik grad: kosthold, for eksempel med omtrent 30%, veksthormonmangel - med 50%, medisiner - med bare 10–20%. Vi fant at aktiviteten til noen gener er relatert til i hvilken grad en spesiell eksponering vil øke levetiden til et dyr. Det vil si at jo mer aktivt gen, jo lenger vil den gjennomsnittlige musen leve, og omvendt. Det viser seg at de funnet biomarkørene gjør det mulig å estimere ikke bare at effekten i prinsippet vil være effektiv, men også å trekke en konklusjon om hvor mye den vil øke forventet levealder.veksthormonmangel - med 50%, medisiner - med bare 10–20%. Vi fant at aktiviteten til noen gener er relatert til i hvilken grad en spesiell eksponering vil øke levetiden til et dyr. Det vil si at jo mer aktivt gen, jo lenger vil den gjennomsnittlige musen leve, og omvendt. Det viser seg at de funnet biomarkørene gjør det mulig å estimere ikke bare at effekten i prinsippet vil være effektiv, men også å trekke en konklusjon om hvor mye den vil øke forventet levealder.veksthormonmangel - med 50%, medisiner - med bare 10–20%. Vi fant at aktiviteten til noen gener er relatert til i hvilken grad en spesiell eksponering vil øke levetiden til et dyr. Det vil si at jo mer aktivt gen, jo lenger vil den gjennomsnittlige musen leve, og omvendt. Det viser seg at de funnet biomarkørene gjør det mulig å vurdere ikke bare at effekten i prinsippet vil være effektiv, men også å trekke en konklusjon om hvor mye den vil øke levetiden.men også for å trekke en konklusjon om hvor mye det vil øke forventet levealder.men også for å trekke en konklusjon om hvor mye det vil øke forventet levealder.
Hva er egentlig disse genene?
- Det er flere hundre slike gener, men mange av dem er involvert i de samme cellulære prosessene. For eksempel har mange gener som har redusert aktiviteten blitt implisert i immunresponsen. Intuitivt blir immunresponsen oppfattet som en nyttig mekanisme, men med alderen øker faktisk aktiviteten til noen elementer i immunsystemet, og kronisk betennelse blir en av faktorene i utviklingen av aldersrelaterte sykdommer. For dette i vitenskapen er det til og med et eget begrep betennende, fra ordene "betennelse" (betennelse) og "aldring" (aldring). Derfor er det ikke overraskende at livsforlengende behandlinger slår av genene som er forbundet med denne prosessen. På den annen side observerte vi en økning i aktiviteten til gener involvert i oksidativ fosforylering og glukosemetabolisme, det vil si mottak av energi fra cellen. Det ble tidligere vistat med alderen, reduseres intensiteten av energimetabolismen hos en rekke dyr, inkludert mennesker. Livsforlengende behandlinger bremser denne prosessen.
Hvordan hjelper resultatene dine med å finne nye måter å forlenge livet på?
Salgsfremmende video:
- Forenkling av søket etter nye måter å forlenge livet er hovedmålet med vårt arbeid. I dag, for å bevise effekten av denne eller den virkningen på musenes levetid, er det nødvendig å vente på døden til dyrene som får denne effekten, og se hvor lenge de lever i sammenligning med vanlige mus. Og de lever opptil fire år. Det vil si for å teste effektiviteten til ett medikament, må du mate en stor gruppe mus med det i alle disse årene. Dette tar mye tid og økonomiske ressurser, fordi noen medisiner er ganske dyre. Resultatene våre lar oss forutsi effekten av eksponering på bare to til tre måneder, så snart det påvirker aktiviteten til biomarkørgener i kroppen. Vi vil kunne måle det og vurdere om forventet levealder vil bli økt. Denne tilnærmingen gjør det mulig å øke hastigheten og redusere kostnadene for søket etter nye påvirkninger betydelig. Vi tester for tiden rundt ti av våre forutsagte medisiner for levetid hos eldre mus. Jeg kan ikke trekke konklusjoner ennå, siden eksperimentet ikke er ferdig ennå, men allerede på dette stadiet ser vi merkbare resultater.
Hvorfor er du i det hele tatt interessert i temaet livsforlengelse?
- Ærlig talt, jeg har aldri tenkt på hvordan det skjedde. Jeg tror det er to faktorer her. For det første er jeg veldig interessert i bioinformatikk og generelt bruk av matematiske metoder i biologi. Aldring er en prosess der alle kroppssystemer er involvert, det er ingen brytere som ville utløse den. Og det er i studiet av aldringsmekanismer at det er mest optimalt å bruke en systemtilnærming, og derav bioinformatikk. For det andre, etter min mening, er aldring et av menneskets viktigste problemer i dag. Av de ti dødsfallene på jorden er hver syvende forårsaket nettopp av aldersrelaterte sykdommer: hjerte- og karsykdommer, kreftformer, diabetes type 2, demens og så videre. Så dette er det viktigste helseproblemet, og ved å forske på aldring, jobber vi egentlig for å redde liv.
Er det nå en etablert mening i ditt område om hvordan en persons forventede levealder er begrenset? Det antas at grensen allerede er nådd
- Det er ikke noe eksakt svar på dette spørsmålet ennå. Den offisielle rekorden er nå 122 år, og det er hundreåringer som har levd i mer enn 115 år. Tilsynelatende er rundt 120 år den gjeldende grensen som en person kan nå gitt dagens helsevesen, sunn livsstil og så videre. Ved å bruke en slags medisiner og genetiske manipulasjoner som forlenger dyrenes levetid, vil vi sannsynligvis kunne øke den gjennomsnittlige levealderen hos mennesker. Hvorvidt vi vil være i stand til å øke maksimalt på denne måten er et vanskelig spørsmål. Vi har noen teoretiske studier som viser at det ser ut til å fungere i det minste opp til 150 år. Hvorvidt det er mulig å forlenge livet ytterligere er et åpent spørsmål. Eksempler på pattedyr som lever mer enn 200 år, som hval, inspirerer selvfølgelig til optimisme. Men kan en mann leve 200 åruten å bli til en hval, mens du forblir menneskelig? Kan vi med andre ord øke levetiden betydelig uten å endre nøkkelfunksjonene i kroppens struktur og fysiologi? Det er ikke noe svar ennå.
Er innsatsen fra forskere på ditt felt rettet mot aldring generelt som et problem som menneskeheten vil løse en gang i fremtiden, eller på individuelle aldersrelaterte sykdommer som behandling kreves nå?
- Begge tilnærminger blir brukt. Noen grupper fokuserer på spesifikke aldersrelaterte sykdommer, hvorav noen er mer populære og mindre populære. For eksempel, sammen med kampen mot kreft, kommer nå studien av nevrodegenerative sykdommer, inkludert Alzheimers sykdom, frem. Til dags dato er det ikke et eneste påvist legemiddel mot det hos mennesker. Med riktig livsstil kan vi redusere risikoen for sykdommen litt, men hvis den allerede har oppstått, vil den ikke fungere for å stoppe eller til og med senke utviklingen. Derfor blir det investert stor innsats for å løse dette problemet.
Laboratoriets tilnærming er litt annerledes. I stedet for å bekjempe hver sykdom separat, kan du utforske deres vanlige mekanismer for forekomst og handle på dem. Nevrodegenerative sykdommer, hjerte- og karsykdommer og til og med kreft har vanlige årsaker - akkumulering av visse skader i forskjellige kroppssystemer. Vi ser at risikoen for å utvikle alle disse sykdommene øker med veldig lik dynamikk. Og som oftest reduserer vi risikoen for å utvikle de fleste aldersrelaterte sykdommer ved å bremse opphopningen av skader på en eller annen måte. Arbeidet vårt er rettet mot å finne akkurat en så kompleks løsning - å håndtere årsakene, ikke konsekvensene.
Det vil si at hvis påvirkninger som ligner på de som nå forlenger levetiden til forsøksdyr til slutt blir brukt på mennesker, vil de da bremse utviklingen av alle disse sykdommene eller snu dem?
- Mer sannsynlig å bremse ansamlingen av skader og forsinke utbruddet av slike sykdommer - dette er effekten av de mest studerte effektene til dags dato.
Og hvilken av disse effektene er nærmest å bli påført mennesker?
- Legemidler, siden dette er den enkleste behandlingsmetoden. Blant dem er noen lovende antidiabetika, som medisinene acarbose og metformin. De er gode først og fremst med få bivirkninger. I tillegg er det allerede studier på pasienter med type 2-diabetes, som viste at pasienter som tok metformin i gjennomsnitt levde enda lenger enn friske mennesker uten diabetes. Metformin har også gunstige effekter hos dyr. Det forlenger ikke alltid livet, men reduserer i det minste risikoen for å utvikle aldersrelaterte sykdommer. Det er en lovende kandidat, og i fjor ble de første kliniske forsøk med metformin kunngjort i USA som en kur mot aldring, ikke diabetes. De vil ta omtrent seks år og blir holdt på tre tusen mennesker over 50 år,en rekke fysiologiske indikatorer vil bli målt. Dette er en viktig presedens fordi det for det første er de første kliniske forsøkene på et anty-aldringsmiddel hos mennesker. Og for det andre, slike tester nærmer dagen da myndighetene regulerer gjenkjennelse av aldring som en sykdom. Inntil det skjer, vil ikke noe farmasøytisk selskap kunne frigjøre et anti-aldringsmiddel for sunne mennesker.
Hvilken av de eksisterende virkningstypene ser mer lovende ut for folk?
- Hvis vi snakker om hovedtrendene i kampen mot aldring, vil jeg utpeke to hovedtilnærminger. Den første er å senke aldring, som vi allerede har snakket om. Og medikamenter gir her, dessverre, den minste effekten, etter musene. I dag er det maksimale som medikamenter kan gjøre, å øke forventet levealder med 20%. Selv et kalorifattig kosthold gir opptil 30%. Den mest effektive måten å bremse aldring hos dyr på er gjennom genetisk manipulasjon. Men det er klart at når det gjelder mennesker er dette den minst anvendelige metoden, fordi genomredigeringsteknologier er i en forberedende tilstand og ennå ikke er klare til bruk hos mennesker, spesielt når det gjelder profylaktisk bruk. Så eksisterende anti-aldringsteknikker vil sannsynligvis bidra til å øke sunn levetid.men vil ikke gi et alvorlig sprang i forventet levealder.
Den andre tilnærmingen er ikke å bremse opphopningen av skader, men å rette dem rettvis når de allerede har samlet seg. Dette er særlig grunnlaget for tilnærmingen til Aubrey de Gray og hans organisasjon SENS. En av de mest populære startups i dette området er Unity, som utvikler senolytika, medikamenter som tar sikte på selektivt å ødelegge gamle celler. Normalt ødelegger celler som svikter selvdestruksjon, men noen ganger skjer ikke dette, og de blir liggende i vevet, selv om de ikke lenger fungerer. Dessuten frigjør disse cellene inflammatoriske faktorer, som kan utløse en immunrespons og kronisk betennelse. Disse cellene kalles senescent eller alderen celler. Og det er en hypotese om at det ville være fint å fjerne slike celler. Dette er hva senolytikere gjør. I eksperimenter på mus forlenget de levetiden med omtrent 10-15%. Hos mennesker passerer slike medisiner bare de første stadiene av kliniske studier, og det er for tidlig å snakke om en reell effekt. Men hvis det fungerer, vil det også være et av alternativene.
Totalt sett, etter min mening, ligger vår fordel i det faktum at det er mange teknologier innen antiaging, og vi trenger ikke at hver av dem fungerer. Det er nok at minst noen få er effektive, og dette vil allerede være nok til å forlenge livet ditt litt. Og i løpet av denne tiden kan det dukke opp nye, mer effektive tilnærminger til terapi.
Hvordan har du det med biohackere som bare ikke vil vente til noe garantert vil fungere og prøve på seg selv ikke tilstrekkelig velprøvde metoder? Er det noe ansvar fra forskere her?
- Du må forstå at de fleste vitenskapelige eksperimenter på effektiviteten til en bestemt behandlingsmetode blir utført på dyr, og ikke alltid hva som fungerer på mus vil fungere på mennesker. Forskere oppdager nye muligheter, og anvendelsene deres hos mennesker blir undersøkt av leger etter at kliniske studier er fullført. Derfor er en forskers ansvar å advare folk om at denne eller den tilnærmingen hittil ikke har blitt testet på en person. Og så vidt jeg vet prøver de fleste forskere å gjøre dette. Og så om å bruke denne eller den metoden eller ikke, er en individuell beslutning av alle, som alle er ansvarlige for seg selv på.
Faktisk er mange av teknikkene som biohackere bruker, klassiske velkjente metoder for en sunn livsstil som har vist seg å være effektive hos mennesker. Ved moderat trening og et kalorifattig kosthold er det for eksempel ingenting galt hvis du ikke går for langt: ikke tømme kroppen med sult, ikke forlate karbohydrater, og så videre. I andre tilfeller, når effekten av denne eller den tilnærmingen ikke har blitt bevist, er det viktigste å nøye veie alle fordelene og risikoene. For eksempel har grønn te vist noen beskyttelsesegenskaper i dyreforsøk. Spesielt reduserte det risikoen for å utvikle nevrodegenerative sykdommer og var assosiert med lav dødelighet hos mennesker. Han har ingen alvorlige bivirkninger, så jeg ser ikke noe farlig ved å ta grønn te: kanskje det ikke vil forlenge livet ditt,men det vil heller ikke være noen åpenbar skade. Og når det kommer til mer risikable eksponeringer med merkbare bivirkninger, er dette allerede verdt å vurdere. Imidlertid selges de fleste medisinene som øker levetiden til dyr i dag bare på resept, så i noen tilfeller har regjeringen allerede tenkt på deg.
Hva fikk deg til å begynne å popularisere vitenskap?
- Jeg tror at en av hovedoppgavene til forskere er å fortelle folk om forskning, spesielt om sine egne. For hvis en forsker ikke gjør det, vil noen andre gjøre det. Og så kan studien skaffe seg en rekke ubegrunnede tolkninger, konklusjoner og så videre. Aldringsområdet i denne forstand er et utmerket eksempel, fordi det alltid har vært mange myter i det, som ikke ble tilbudt folk som en fontene for evig ungdom. Derfor er det spesielt viktig å snakke om reell forskning, om hva som har et evidensgrunnlag. Ja, og jeg er selv alltid interessert i å opptre foran mennesker, så populærvitenskapelige taler er en fin måte for meg å kombinere forretninger med glede.
Tar foredrag og filming mye tid?
- Mer og mer. På den ene siden er dette flott, på den andre blir det mer og mer vanskelig å kombinere dette med vitenskap. Med forelesninger i denne forstand er det lettere, fordi de ikke trenger å bli skrevet om hver gang, det er nok å supplere dem med ny forskning uten å endre hovedinnholdet. Video er vanskeligere fordi hver video trenger nytt materiale. Men nå ekspanderer teamet vårt, nye mennesker kommer, og jeg håper dette vil hjelpe oss med å gjøre mer interessant arbeid.
Konkurransen vår ble kalt "Årets oppdagelse", og hvilke av de siste funnene i ditt felt overrasket deg mest, virket som nyheter fra science fiction-verdenen?
- Jeg ble overrasket av en studie i fjor, der forskere for første gang klarte å 3D-trykke et helt menneskelig hjerte fra pasientens egne celler. Det var, det er sant, på størrelse med en kanin, men anatomisk gjentok den mennesket fullstendig. Dette emnet er langt fra vårt laboratorium, men det inspirerte meg. Cellene som ble "blekket" for skriveren ble oppnådd fra humant fettvev, transformert til induserte pluripotente stamceller og deretter til celler i muskelvev og blodkarvegger. Selv for 15 år siden var det umulig å forestille seg utskrift av hele organer, og i nær fremtid kan dette være av stor betydning for transplantologi - det vil tillate transplantasjon å bli utført veldig raskt, for ikke å vente på et passende donororgan, for å unngå problemer med immunresponsen.
Hvordan kan du vurdere forskningsnivået på ditt felt i Russland sammenlignet med verdens ledende team? Hvor er russiske forskere sterke, og hvor henger de etter?
- Vi har en veldig god skole for bioinformatikk. Fakultet for bioingeniørvitenskap og bioinformatikk ved Moscow State University, som jeg ble uteksaminert fra, forbereder spesialister på dette feltet, og virkelig sterke. Det virker som om Russland er et av de ledende landene på dette området. Det er vanskeligheter med eksperimentell biologi, og de er hovedsakelig forbundet med de høye kostnadene ved forsøk på dyr. Innen aldring krever de spesielt store ressurser. Som vi diskuterte, krever å teste et medikament for livsforlengelse hos mus å gi det hver dag i omtrent fire år. Og medisiner er dyre, og musene skal være ganske store: dusinvis av dyr i både kontroll- og forsøksgrupper. I USA er det et eget statlig program for slike eksperimenter, sponset av Department of Health,som ikke et eneste laboratorium har råd til det. Så når det gjelder dyreforsøk taper vi, men vårt sterke poeng er i matematikk og informatikk. Derfor er det veldig viktig å fortsette å støtte opplæringen og arbeidet til slike spesialister. Generelt har vitenskap i dag ingen territorielle grenser. Så i kampen mot aldring, gjør vi alle en vanlig sak.
Forfatter: Ekaterina Erokhina
