Наука против старости

Иллюстрация: Ольга Аршавская

Эликсир молодости, фонтан юности, философский камень… За мечтой о вечной молодости вечно гонялись монархи, мудрецы и алхимики. Безрезультатно? Скорее, с неожиданными результатами: искатели мимоходом открыли, например, фосфор, майсенский фарфор и даже Флориду. Только главный приз — победа над старостью и смертью — вечно ускользал из рук. Мы давно смирились и принимаем старение как неизбежность, а людей, осмеливающихся с этим спорить, считаем чудаками или шарлатанами, но именно сейчас исследования старения переживают небывалый расцвет. Подведем итоги самых многообещающих открытий.

1. Раздобыть молодую кровь

Кто виноват?

Кровь до сих пор остается достаточно загадочной субстанцией: она содержит более 700 белков, о функциях которых ученые пока только догадываются. Кровь не только доставляет кислород, питательные вещества и участвует в защите организма; в ее состав также входят особые молекулы, передающие информацию между тканями и органами. Такое общение необходимо для согласованной работы и развития организма. С возрастом возникает дисбаланс сигнальных молекул, и межклеточная химическая связь портится. А клетки организма, как и человек, — существа социальные; в отсутствие нормального общения им остается только стареть.

Что делать?

В экспериментах было показано, что старая мышь может омолодиться, если объединить ее кровоток с молодой мышью, как у сиамских близнецов. Пожилая мышь начинает легче передвигаться и быстрее соображать. Положительные эффекты употребления молодой крови распространяются на мышцы, печень, сердце, и, что особенно важно, — на мозг. «Чудо омоложения» объясняется действием тех самых передающих информацию сигнальных молекул, содержащихся в плазме крови. Когда баланс восстановлен, связь налаживается и клетки могут нормально взаимодействовать друг с другом.

Что уже делают?

Способ кажется жутковатым, ибо напоминает страшные сказки про вампиров. Но в наше прозаическое время нет нужды охотиться по ночам за одинокими прохожими, и даже сшивать вместе пожилой и молодой организмы вовсе не обязательно — достаточно инъекций плазмы. Уже проводят клинические испытания инъекций плазмы на больных Альцгеймером. Если эксперимент окажется успешным, всем нам, возможно, придется стать немного вампирами — и это будет не страшилкой, а сказкой со счастливым концом.

На кого надеяться?

В СССР был свой «граф Дракула» — философ и врач Александр Богданов, создавший процедуру обменного переливания крови и мечтавший победить старение. Сталин даже даровал ученому настоящий замок — особняк купца Игумнова на Большой Якиманке, где предложил разместить Институт переливания крови. Эксперименты с методикой Богданова проводились для решения реальных медицинских задач, в числе которых было и омоложение. По свидетельствам современников, после десятка переливаний Богданов выглядел весьма молодо и многообещающе, но одиннадцатое оказалось роковым: в 54 года Богданов погиб в результате собственного эксперимента. А созданную им методику переливания крови используют при лечении гемолитической болезни новорожденных, интоксикациях, острой почечной недостаточности. И, вполне возможно, скоро начнут использовать для омоложения.

2. Отдать гены на замену

Кто виноват?

Строение нашего организма, от цвета глаз до группы крови, закодировано в ДНК. Это наводит на мысль, что в «молекуле жизни» есть участки, определяющие продолжительность жизни: гены старения и гены долголетия. Гены старения могут кодировать, например, рецепторы гормонов, белки иммунитета, ферменты починки ДНК. Они выполняют важные функции в организме, но, когда приходит время, убивают нас.

Что делать?

Гонцов с плохими вестями можно просто не принять, чтобы не выслушивать неприятный доклад. Если вовремя отключить гены старения, оно не наступит без приходящих приказов. И напротив, можно активировать гены долголетия, чтобы включились процессы защиты и омолаживания клетки.

Что уже делают?

Блокировка некоторых генов в экспериментах удваивала срок жизни круглых червей, мух и мышей. А эпидемиологическое исследование показало, что у людей-долгожителей чаще представлены случайные мутации в одном из генов, связанных со старением (в гене рецептора гормона инсулина). Мы можем попытаться создать подобные мутации намеренно. Будем ли мы менять продолжительность жизни с помощью технологии «вырезать-вставить» CRISPR-Cas9 или с помощью доставки генетического материала через особые молекулы-векторы, будем ли мы точечно менять ДНК или вносить целые гены — время покажет. Времени, правда, нам отпущено совсем мало, но уже первые успехи в генетической терапии старения должны существенно изменить ситуацию.

На кого надеяться?

Клаудио Франчески, один из ведущих исследователей в проекте «Генетика здорового старения в Европе», профессор Университета Болоньи, уже 20 лет изучает группу столетних долгожителей в Италии и понял, что тех, кому перевалило за сто, отличают прежде всего генетические особенности, а не образ жизни. Теперь цель исследований — найти участки в геноме, связанные с долгожительством, а также участки, ассоциированные с ранней смертью. Клаудио намерен исследовать весь «метагеном» долгожителей, то есть совокупность генома человека и генома его микробиоты, живущих в кишечнике бактерий (их генов в нашем теле, кстати, больше, чем наших собственных). План для генов старения — «найти и обезвредить», а для генов долголетия — «найти и поддержать».

3. Удлинить нить жизни

Кто виноват?

В древнегреческой мифологии за рождение и смерть отвечали три богини — Мойры. Они плели нить, определяя судьбу человека, и обрезали ее в момент смерти. Древние были не так уж далеки от реальности — нить жизни, ДНК, действительно существует, а ее обрезание на самом деле связано со смертью и старением. От конца нити отрезают совсем понемногу, это происходит при каждом делении клетки — укорачиваются теломеры, концевые участки ДНК, защищающие хромосому. В конечном счете они становятся настолько короткими, что больше не могут выполнять свою функцию, а клетка не может делиться и отмирает.

Что делать?

В организме человека есть потенциально бессмертные клетки: половые, иммунные и стволовые. Они отличаются тем, что способны достраивать концы своих хромосом с помощью фермента теломеразы. В отличие от древних греков, мы можем поторговаться с Мойрами за длину своей нити жизни, если научимся включать теломеразу и достраивать хромосомы во всех клетках организма.

Что уже делают?

Десятки тысяч работ на клеточных культурах и животных подтвердили, что увеличение длины теломер позволяет омолодить клетки и весь организм. В 2015-м году корпорация BioViva впервые провела подобный опыт на человеке. Главе корпорации Элизабет Перриш ввели генетический материал, способный омолодить хромосомы. Инъекции состояли из двух компонентов: для укрепления мышечной массы вводился ген, блокирующий миостатин в крови, а второй вид генов нес фермент теломеразу для удлинения концов хромосом. В марте 2016 года, после окончания терапии, анализ крови показал, что теломеры иммунных клеток крови увеличились, то есть омолодились, на 20 лет.

На кого надеяться?

Элизабет Перриш, ныне «мисс Вечная молодость», решилась на эксперимент длиною в жизнь, чтобы доказать: генная терапия безопасна и действительно работает. Глава BioViva надеется, что ее опыт поможет приблизить официальные испытания препарата на людях и его выпуск на рынок. Применение терапии на человеке до проведения клинических исследований — авантюра, которая может изменить мир, а может стоить жизни мисс Перриш. Многие с недоверием относятся к ее исследованиям, так как точный состав инъекций и некоторые другие подробности содержатся в тайне. Но могло ли быть иначе с рецептом эликсира жизни?

4. Выселить плохих соседей

Кто виноват?

Сенесцентными называют клетки, остановившиеся в клеточном цикле, — они не делятся и дряхлеют. Считается, что это защищает их от перерождения в раковые. С возрастом число сенесцентных клеток растет. И хотя они не перешли на темную сторону онкологических процессов, но испортить жизнь соседям вполне способны. Сенесцентные клетки становятся источником хронического воспаления, которое с течением времени может спровоцировать болезнь Альцгеймера, артрит и даже довести окружающие клетки до перерождения в раковые.

Что делать?

Предполагается, что если избавить человека от сенесцентных клеток, выселить «плохих соседей», то можно значительно увеличить продолжительность жизни. Подходов к решению проблемы два: можно замедлить скорость накопления дряхлеющих клеток в организме, а можно избирательно их уничтожить.

Что уже делают?

Для реализации обоих подходов уже имеются готовые лекарства. В экспериментах было показано, что прием витамина D способен замедлить накопление сенесцентных клеток. Правда, отчасти это связано с противовоспалительными эффектами препарата. А для прицельного уничтожения дряхлых клеток используются препараты группы сенолитиков, например кверцетин. Вещество продается в аптеках и содержится в грече, овощах и фруктах красного цвета, красном вине. Не такой уж плохой рецепт молодости: солнечные ванны — доза витамина D; фрукты и красное вино — источник кверцетина.

На кого надеяться?

Молекулярный биолог Андрей Гудков, научный директор Института рака Розвелл-Парка в США, много лет посвятил проблемам клеточной гибели и онкологии. Он уверен, что рак и старость — братья-близнецы, с общим родителем — воспалением. На ранних стадиях развития некоторых онкологических заболеваний одного снятия воспаления достаточно для излечения. Сейчас внимание исследователя привлекают сенесцентные клетки как источники хронического воспаления. Гудков и компания «Тартис-Старение» занимаются поиском химических соединений, которые могли бы убивать сенесцентные клетки, не трогая остальные (например, определенные белки могут служить сигнальными молекулами, запускающими реакцию апоптоза — самоуничтожения клетки). Получится своеобразная «очистительная» терапия, которая будет бороться с раком и его братом — старением, уничтожая сенесцентные клетки, служащие источниками воспаления.

5. Остановить воспаления

Кто виноват?

Воспалительные процессы призваны защищать человека от вирусов, бактерий и паразитов. С возрастом устойчивость к патогенам значительно снижается. Но из-за все большего количества поврежденных клеток, сигналов о повреждениях и молекулярного мусора иммунитет ополчается на своего хозяина — развиваются аутоиммунные реакции. Получается очень неприятная ситуация: хроническое воспаление не выполняет свою защитную функцию, но действует деструктивно, разрушая клетки и ткани нашего организма. Это приводит к развитию сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, артрита, остеопороза, диабета, нейродегенеративных болезней — в общем, к старению.

Что делать?

Воспаление — сложная многостадийная и многокомпонентная реакция. В ней принимают участие и биологически активные вещества, и специальные рецепторы, и внутриклеточные цепочки реакций. Организм может контролировать воспалительный процесс на разных уровнях. Если как следует разобраться в сценарии воспаления, ученые смогут вмешаться и переписать сюжет в историю со счастливым концом. Другой вариант решения проблемы — устранить источники воспаления, такие как сенесцентные клетки.

Что уже делают?

В 1965 году группа исследователей обнаружила в почве острова Пасхи колонию бактерий, производящую иммуносупрессор рапамицин, вскоре прославившийся как один из самых перспективных «эликсиров молодости». Он блокирует рецептор одного из сигнальных каскадов воспаления, вследствие чего в экспериментах продолжительность жизни животных увеличивается на 20%. Другое лекарство с похожим принципом действия — аспирин. У этого всем известного противовоспалительного средства тоже выявили геропротекторные свойства: регулярный прием аспирина уменьшает вероятность сердечного приступа и ряда других сердечно-сосудистых проблем, помогает сохранить когнитивные функции и обладает противораковыми эффектами. Многие геронтологи признаются, что сами принимают противовоспалительные препараты для профилактики старения. Впрочем, погнавшись за молодостью, легко и навредить себе: тот же аспирин может стать причиной серьезных проблем с желудком.

На кого надеяться?

Брайан Кеннеди, глава Института Бака, одной из лидирующих организаций в области исследований старения, часто рассказывает о благотворном действии рапамицина на иммунитет пожилых людей и длительность жизни. Впрочем, Брайан не советует самостоятельно назначать себе даже самые перспективные лекарства, а вместо этого предлагает ограничить калорийность питания, чтобы избежать воспалений — лишний вес повышает риск воспаления жировой ткани.

6. Обезвредить радикалы

Кто виноват?

В каждой клетке организма есть свои фабрики по производству энергии — митохондрии. Как в любом производстве, есть у митохондрий и отходы — опасные «свободные радикалы», разъедающие внутриклеточные механизмы, словно ржавчина. По мере старения в белках и ферментах митохондрий могут накапливаться производимые свободными радикалами нарушения, из-за этого клеточная фабрика выделяет еще больше отходов. Клетки отказываются жить в таких чудовищных «экологических условиях» — происходит апоптоз, самоубийство клетки. Гибель все большего числа клеток приводит к старению.

Что делать?

У организма есть собственные механизмы борьбы со свободными радикалами — антиоксиданты. Они способны обезвредить опасные молекулы, тем самым остановив апоптоз. С возрастом этого ресурса перестает хватать, но есть возможность добавить искусственно синтезированные молекулы антиоксидантов.

Что уже делают?

Созданный Владимиром Скулачевым синтетический антиоксидант SkQ в экспериментах на животных продлевал жизнь на 10–20%, а продолжительность здоровой жизни без выраженных признаков старения удваивалась. Если бы нечто подобное удалось повторить на людях, мы бы не старели до 90 лет! Некоторые препараты местного действия с «ионами Скулачева» уже продаются в аптеках: глазные капли Визомитин и косметическая сыворотка для кожи Митовитан. А недавний эксперимент подтвердил антивозрастной эффект SkQ при его приеме внутрь, что сильно повышает шансы на создание таблетки от старения. Если клинические испытания препарата пройдут успешно, он может появиться в аптеках уже через несколько лет.

На кого надеяться?

Одним из главных исследователей и пропагандистов антиоксидантного подхода является академик РАН, профессор Владимир Скулачев — самый цитируемый в научных статьях из живущих в России биологов. Поиск источника вечной молодости — дело жизни не только самого Скулачева: ему удалось увлечь проблемой старения своих сыновей и старшего внука. Но дожить до победы над старением надеется не только внук — Владимир Скулачев принимает SkQ, не дожидаясь выпуска лекарства на рынок, и, к счастью, в свои 82 года пребывает в прекрасной интеллектуальной и физической форме.

7. Выйти из зоны комфорта

Кто виноват?

В окружающей нас среде, при всех благах цивилизации, все-таки предостаточно факторов, негативно влияющих на организм: стрессы, плохая еда, проблемы с экологией… Молодой организм, как правило, справляется с влиянием среды лучше пожилого. Считается, что при старении снижается стрессоустойчивость, то есть нарушаются программы предотвращения и восстановления повреждений: ремонтная бригада организма работает хуже, поэтому человек ветшает.

Что делать?

Закаляться! Исследования показывают, что умеренные или кратковременные негативные воздействия только укрепляют организм, как бы обучая его лучше справляться с более жесткими стрессами. Такой стимулирующий эффект от малых доз негативных воздействий называют греческим словом «гормезис».

Что уже делают?

Еще в XVI веке врач и алхимик Парацельс заметил, что токсичные вещества в малых дозах могут быть полезны. Современные исследования подтвердили, что источники небольших стрессов, или горметины, способны повысить сопротивляемость организма и увеличить срок жизни. Существуют три группы горметинов: физические, питательные и ментальные. К физическим можно отнести спортивные нагрузки, тепловой шок в бане или умеренное голодание. Но если париться вы не любите, а поесть — наоборот, то попробуйте ввести в рацион питательные горметины: зеленый чай, какао, куркуму, орехи или растительный препарат Ресвератрол. Польза, конечно, зависит от чувства меры: как говаривал Парацельс, «Все — яд, все — лекарство; то и другое определяет доза». Наконец, можно влюбиться — это ментальный горметин, как и чтение хорошей книги или игра в шахматы.

На кого надеяться?

Влияние на продолжительность жизни стрессорных факторов изучает член-корреспондент РАН, профессор Алексей Москалев. Он показал, что малые дозы радиации способны сделать организм более устойчивым к другим стрессорным факторам. Но это все-таки эксперимент — ученый настоятельно рекомендует выбрать перегрузку помягче, радиация действует непредсказуемо. Другое его исследование подтверждает положительное влияние высоких и низких температур на стрессоустойчивость. С точки зрения Москалева, секрет нестареющих животных, таких как голый землекоп или ночница Брандта, тоже кроется в стрессоустойчивости. В самом общем виде рекомендация биолога проста: не избегайте умеренных стрессов, выходить из зоны комфорта полезно!

8. Вырастить новые органы из стволовых клеток

Кто виноват?

Стволовые клетки — прародительницы всех без исключения клеток. Они способны делиться и развиваться в клетки различных органов и тканей. Это — строительный материал для развития организма и восстановления повреждений. Но с возрастом их количество в организме катастрофически снижается: к 30 годам их становится в 33 раза меньше, чем у новорожденного, а после пятидесяти лет — в 50 раз. Истощение запаса стволовых клеток лишает организм возможностей самовосстановления — поэтому во второй половине жизни органы работают на износ.

Что делать?

Клеточная терапия, то есть непосредственное введение стволовых клеток в кровоток, позволит повысить их численность в организме. А затем клетки сами смогут найти и устранить повреждения, омолодив организм. Ученые также надеются использовать стволовые клетки в трансплантации: органы и их части, выращенные из стволовых клеток пациента, будут абсолютно здоровыми и не вызовут иммунного ответа, в отличие от донорских.

Что уже делают?

Клеточная терапия уже прочно вошла в медицинскую практику при лечении рака: она позволяет поддерживать близкий к норме состав крови и уменьшить побочные эффекты химиотерапии и приема замедляющих деления клеток препаратов. Сейчас ведутся исследования по использованию стволовых клеток в кардиологии, лечении сахарного диабета, болезни Паркинсона, инсульта. Из стволовых клеток успешно выращивают простые «запчасти» человеческого тела: сосуды, сердечные клапаны, роговицу и даже зубы. Выращивание сложных органов, таких как сердце и легкие, — это вопрос будущего стремительно развивающейся регенеративной медицины. Но уже сейчас можно сдать свои стволовые клетки на хранение в банк, чтобы когда-нибудь вырастить себе запасное сердце или легкое. Впрочем, это может и не понадобиться — профессор Синья Яманака не так давно получил Нобелевку за то, что научился превращать любые клетки организма в стволовые.

На кого надеяться?

В 1969-м году профессор медицины Вашингтонского университета Эдвард Доннал Томас произвел пересадку костного мозга, содержащего кроветворные стволовые клетки, пациенту с лейкемией. В 1990-м за разработку революционного метода трансплантации он получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине вместе с Джозефом Мюрреем. Неожиданно для себя Томас положил начало изучению возможностей терапии стволовыми клетками. Методика, созданная врачом, уже спасла сотни пациентов с раком крови и становится источником новых подходов к терапии старения.

9. Узнать секреты нестареющих животных

Кто виноват?

До определенного возраста нарушения в организме не накапливаются — видимо, существует определенный механизм запуска старения. Это нужно для быстрой эволюции: частая смена поколений позволяет повысить изменчивость видов и ускорить появление новых признаков. Кроме того, возрастные нарушения позволяют вести естественный отбор у старых особей по новым свойствам: любой молодой заяц убежит от лисы, но только умный пожилой заяц сможет справиться с этой задачей. Для людей такая эволюция путем естественного отбора перестала быть актуальной, но наша генетическая программа об этом не знает, и мы стареем — как ни обидно, из-за устаревшего приспособления, уже не имеющего эволюционного смысла.

Что делать?

У большинства животных, от мухи до человека, с возрастом риск смерти возрастает в геометрической прогрессии. Но у некоторых, в том числе и млекопитающих, риск смерти от болезней не растет или даже уменьшается с возрастом — ученые называют это явление «пренебрежимым старением». Самые знаменитые среди нестареющих животных — обитающий под землей грызун голый землекоп и летучая мышь ночница Брандта, живущие в десятки раз дольше родственных видов и остающиеся здоровыми всю жизнь. Если нашим близким родственникам-млекопитающим удалось выключить режим старения, то почему бы этого не сделать и нам? Надо лишь разобраться, как именно они сломали свою «кнопку смерти».

Что уже делают?

Современные технологии позволяют найти отличия животных-долгожителей на молекулярном уровне. Для этого их геномы расшифровывают и сравнивают с последовательностями ДНК близких видов. Ученые «прочитали» геном голого землекопа и ночницы Брандта и даже уже нашли некоторые секреты долголетия в ДНК ночницы: мутации в гене рецептора гормона роста и рецептора инсулинового фактора, которые являются известными игроками в процессе старения. А группа Владимира Скулачева недавно начала исследовать колонию голых землекопов в МГУ, чтобы дополнить свое лекарство с SkQ найденным у этого долгожителя рецептом вечной молодости.

На кого надеяться?

Геномы голого землекопа и ночницы Брандта прочитал известный исследователь животных с пренебрежимым старением, профессор медицинской школы Гарварда Вадим Гладышев. В 2016 году он получил мегагрант для работы в России и теперь часть времени проводит в МГУ, объединив свои усилия в битве со старением с Владимиром Скулачевым.

10. Починить все, что сломалось

Кто виноват?

Любой ученый-геронтолог назовет не одну-две причины старения, а целый комплекс процессов. Мы стареем из-за мутаций в ДНК, потери и атрофии клеток, накопления внутриклеточного и внеклеточного мусора, появления ненужных «бессмертных» клеток и гибели нужных — на протяжении жизни в теле человека много чего ломается. Каждая из поломок по отдельности может быть не очень опасной, но совокупный эффект мало-помалу нас убивает — это и есть старение.

Что делать?

Создание общей теории старения — трудоемкий и долгий процесс, но уже сейчас примирить все теории может общий подход к терапии возрастных изменений — инженерное омоложение. Суть его в том, что мы пока не понимаем всех причин старения (прежде всего генетических), зато хорошо знаем, какие именно нарушения происходят на уровне клеток и организма. Так давайте исправлять эти нарушения и вовремя ремонтировать все поломки!

Что уже делают?

Большая часть геропротекторных терапий работает именно на уровне исправления нарушений, а не воздействуя на их «первопричины». Например, почему возникают сенесцентные клетки, до конца не ясно, зато их уже научились прицельно уничтожать. Или, к примеру, лечение инъекциями плазмы «молодой» крови: нам неизвестно, как возникает дисбаланс белков крови, но способ исправить это найден и его активно исследуют. О подобных успехах инженерного подхода можно прочитать на сайте фонда SENS, обеспечивающего поддержку исследований старения; на радость геронтологам раздел с итогами экспериментов пополняется регулярно. Нужно отобрать все лучшее, от голодания до фармакологических препаратов, и объединить в комплексную терапию.

На кого надеяться?

Профессор Обри ди Грей из Кембриджа, один из известнейших геронтологов мира, первым решил, что у нас просто нет времени ждать, пока мы все поймем про старение. В своей книге «Остановить старение» ди Грей перечисляет семь основных нарушений, обуславливающих старение, и отмечает, как этому противостоять в каждом случае. Проекты поддержки геронтологических исследований профессора ди Грея, SENS и Фонд Мафусаила, направлены на финансирование исследований, раскрывающих возможности ремонта этих повреждений. В известной повести «Портрет Дориана Грея» средством от старения был волшебный портрет, дряхлеющий вместо того, кто на нем изображен. Новый Грей хочет молодости для всех — без волшебства, средствами науки.