Легенды о бессмертии в обмен на душу ушли в прошлое, а жить больше 100 (или даже 120) лет и оставаться при этом молодым теперь возможно. Ученые взяли все в свои руки — прототипы «лекарства от старости» уже придуманы.
Старение — коварная штука: оно подкрадывается постепенно, но проявляет себя сразу на всех фронтах: на генетическом, молекулярном, клеточном, тканевом. Пока мы многого не знаем об этом древнем эволюционном приобретении и далеки от того, чтобы полностью отменить его. Но ведь братьям Райт не нужно было понимать гравитацию на квантовом уровне, чтобы построить первый летательный аппарат. Тем, кто сегодня ищет методы борьбы со старением организма, уже есть что показать публике.
ГДЕ СВЕТ И ТУННЕЛЬ?
Исследования механизмов старения позволили определить нескольких главных виновников того, что молодость проходит, а средняя продолжительность жизни сильно отстает от максимальной.
Проблема — накапливающиеся «неисправные клетки». Каждая наша клетка способна разделиться около 52 раз, после чего умирает. Приближаясь к этому пределу, она начинает все хуже выполнять свои функции. Из таких «неисправных» клеток и состоят стареющие ткани и органы. Счетчиком делений выступают теломеры — концевые части хромосом, которые укорачиваются при каждом делении. Когда теломеры кончаются, при делениях начинают повреждаться те или иные гены, что в итоге приводит к гибели клеток.
Возможное решение — реактивация теломеразы. Фермент теломе-раза умеет восстанавливать теломеры после деления, но в большинстве клеток кодирующий этот фермент ген уже не работает: он активен только в половых, стволовых и раковых клетках. Несколько коммерческих предприятий в США ищут способы активировать теломеразу. В 2002-м компания Geron запатентовала препарат TA-65MD, в основе которого лежит вещество, полученное из корней астрагала, растения семейства бобовых. Формула TA-6S MD держится в секрете, но клинические испытания показали, что препарат уменьшает число клеток с опасно короткими теломерами, то есть замедляет старение тканей.
Проблема — запрограммированная клеточная гибель. В процессе жизнедеятельности клетки около 5% поступающего в нее кислорода превращается в его активные формы (АФК) — отрицательно заряженные соединения, которые могут окислять другие вещества, в том числе ДНК и белки. Окисленные молекулы уже не способны участвовать в нормальных биохимических процессах, в итоге в клетках запускается апоптоз — запрограммированная для таких аварийных ситуаций клеточная гибель. В норме АФК нужны организму: они, например, участвуют в борьбе с инфекциями. Но с возрастом количество таких молекул растет, и наше оружие оборачивается против нас.
Возможное решение — препараты на основе ионов Скулачева. Больше всего АФК образуется в митохондриях — микроскопических «электростанциях», которые производят энергию для работы клетки. Именно они первыми и страдают от окислительного стресса. Для борьбы с «лишними» АФК академик РАН Владимир Скула-чев создал класс веществ под названием SkQ. Они состоят из положительно заряженного иона, который проникает внутрь митохондрии через ограничивающую ее мембрану. К иону, как вагон к паровозу, прицеплен антиоксидант пластохинон. В отличие от многих других антиоксидантов он не приходит в негодность сразу после взаимодействия с АФК, а восстанавливается митохондриями и продолжает работу. В 2012 году в продажу поступили глазные капли на основе SkQ для лечения возрастных болезней: катаракты и синдрома сухого глаза. В ближайшие годы Скулачев рассчитывает выпустить препарат общего действия, который должен увеличить продолжительность жизни, предотвратить многие заболевания и даже замедлить облысение и поседение. Заявка на препарат находится в Минздраве, но испытания на людях пока не начались.
Проблема — выход из строя отдельных органов, для пересадки которых нужен донор. Кроме того, после трансплантации необходимо бороться с отторжением чужой ткани.
Возможное решение — выращивание органов из собственных клеток или биопринтинг, то есть печать органа на 3D-принтере «чернилами», содержащими клетки. Для выращивания органов подойдут почти любые клетки, способные к размножению, а для трехмерной биопечати нужны те клетки, из которых построен необходимый орган. Также можно использовать запас стволовых, который остается во взрослом организме. Но в обоих случаях понадобится каркас — своеобразные леса, на которых будут приживаться клетки, и его пока нужно брать от донора. Чтобы избавиться от этой зависимости, многие исследовательские группы, включая, например, российскую 3D Bioprinting Solutions, пытаются наладить бескаркасную печать органов и тканей.
Первая пересадка выращенного органа была проведена в Испании в 2008 году под руководством знаменитого врача Паоло Макьярини. Пациентке заменили трахею. Хирургам помогали коллеги из университетов Падуи и Милана. Новый орган медики вырастили на каркасе из донорского коллагена, используя собственные клетки кожи и хрящевой ткани женщины.
На биопринтерах уже удалось напечатать вполне функциональные кровеносные сосуды, нервы, хрящи, кусочки сердечной, печеночной ткани и кожи, причем кожа и хрящ успешно прижились при пересадке их мышам. Основная проблема при печати целых органов — их сложная структура и разветвленная сеть сосудов. Тем не менее, по прогнозам специалистов 3D bioprinting solutions, к 2030 году ученые смогут напечатать полностью функциональную человеческую почку.
КАК ЗАСНУТЬ ВОВРЕМЯ?
Другое перспективное направление борьбы со старением — поиск среди уже известных веществ тех, которые замедляют различные проявления дряхления организма.
Проблема — свободный сахар в крови повреждает клетки. Путешествующая по кровотоку глюкоза может присоединяться к белковым молекулам наших клеток и повреждать их. Этот процесс называется гликированием белков и считается важным симптомом старения организма. От агрессии глюкозы можно защититься, существенно снизив калорийность еды. Более того, скудный паек активирует гены, которые запускают программу выживания в неблагоприятных условиях. Это древняя защитная реакция организмов на угрозу голода. Но всю жизнь сидеть на диете мало кому понравится.
Возможное решение — метформин, синтетический препарат, который давно применяют для лечения диабета второго типа. Метформин заметно снижает уровень свободной глюкозы в крови и заодно стабильно продлевает жизнь подопытным мышкам на 6%. Если пересчитать на человека, получаются 3-4 года. Сейчас идут испытания метформина на здоровых людях именно в качестве «лекарства от старости». Несомненное достоинство препарата — уже доказанное отсутствие побочных эффектов и доступность. Все, что нужно сделать, — разработать схемы применения, включая наиболее действенные дозировки.
Проблема — сбой суточных ритмов. Происходит это из-за снижения уровня мелатонина — гормона, который вырабатывается в темноте и регулирует суточные циклы. В пожилом возрасте его производство в организме заметно падает (привычка дедушек и бабушек вставать ни свет ни заря вызвана именно этим), что не приводит ни к чему хорошему. Во-первых, потому, что мелатонин участвует во многих гормональных процессах, которые с возрастом и так начинают давать сбой. К примеру, доказано, что из-за недостатка гормона раньше времени перестает функционировать репродуктивная система. Во-вторых, суточные ритмы нужны не только затем, чтобы знать, когда ложиться спать. На них «завязаны» и многие циклические процессы на клеточном уровне, в том числе деление и гибель клеток. Если мелатониновые биологические часы сбиваются у молодых людей, старение становится преждевременным: учащаются случаи возникновения рака, сердечно-сосудистых заболеваний, диабета.
Возможное решение — синтетические аналоги мелатонина, которые сегодня применяются как успокоительное и снотворное средство при смене часовых поясов. Эти препараты продаются в любой аптеке, но так же, как и в случае с метформином, клинических испытаний на людях пока не было, и не разработана схема приема аналогов мелатонина.
ЧТО ПОРА ПРЕРВАТЬ?
Сегодня у исследователей нет единого мнения, до каких пределов теоретически можно продлить жизнь человека. «Утверждать, что скоро мы будем жить по 500 лет, могут только легкомысленные люди, — считает заведующий лабораторией канцерогенеза и старения НИИ онкологии имени Н.Н. Петрова, президент Геронтологического общества при РАН Владимир Анисимов. — Старение в биологии — это фундаментальный закон, сродни второму началу термодинамики, и мы его еще даже не открыли».
Британский геронтолог Обри ди Грей более оптимистичен. Он уверен, что человек может искусственно обеспечить себе так называемое пренебрежимое старение. Под этим термином понимают отсутствие зависимости между возрастом и смертностью — иначе говоря, потенциальное бессмертие. В природе оно есть у многих животных, в том числе у млекопитающего — голого землекопа. Ткани и органы этого животного остаются молодыми до смерти, и к тому же он умудрился выработать у себя иммунитет к раку. Механизмы, за счет которых пренебрежимое старение достигается в природе, до сих пор не ясны. Но, по мнению Обри ди Грея, нам это и не нужно. Человек может долго отодвигать старость инженерными методами, не устраняя причину тех или иных процессов, а попросту вовремя прерывая их. Ди Грей предлагает рубить сплеча: скажем, раз в 10 лет заменять все стволовые клетки в организме на новые, с полностью деактивированной теломеразой. При таком подходе не существует предела для продления жизни.
КОГДА БУДЕТ ГРАНИЦА?
Пока видовой предел жизни для Homo sapiens —122 года. Столько провела на этом свете француженка Жанна Кальман, скончавшаяся в 1997 году. Ученые по-разному смотрят на перспективу преодоления этой границы, но в одном исследователи сходятся: в ближайшие 50 лет нам следует ждать увеличения средней продолжительности жизни, и столетний юбилей станет вполне обычным явлением.
Технологии, над которыми активно работают ученые, не только подарят нам лишние годы. Они должны изменить и наши представления о границах молодости: кожа дольше будет гладкой, волосы густыми и без седины, самочувствие хорошим, а ум ясным. Так что 70-80-летние бабушки и дедушки к середине XXI века будут считаться людьми в самом расцвете сил.
(с) Наталья Нифантова