Ahogy a tudomány javasolja a halál elhalasztását.
Amikor az öregedést betegségnek ismerik el, milyen gének vannak hozzá társítva, korlátozott-e a hosszú élettartam és mennyire veszélyes a biohakkolás - interjúban az „Év felfedezése” verseny egyik nyerteseivel, Alekszandrával Tyshkovskyval.
Decemberben az Indicator. Ru és a „Tudományban vagyok” projekt keretében versenyt tartottak az „Év felfedezése” év orosz tudósok legjobb kutatásának. A szakértők szavazásának eredményei szerint a verseny ifjúsági jelölésének egyik nyertese a Moszkvai Állami Egyetem Fizikai Kémiai Kutatóintézete, az öregedés rendszerbiológiai laboratóriumának vezető kutatója volt. MV Lomonosov és Alexander Tyshkovsky Harvard Medical School egy cikket az élet meghosszabbításának molekuláris mechanizmusairól a sejtmetabolizmusban. Beszéltünk vele a felfedezés lényegéről, amelyet kollégáival tett - de nem csak.
Alexander, mondja el nekünk a kutatását. Amennyire megértettem, az élet meghosszabbításának ismert módszereit választotta, és pontosan megnézte, hogyan molekuláris szinten befolyásolják az egerek testét. Mit találtál?
- Legfontosabb feladatunk az volt, hogy megértsük, az élet meghosszabbításának módszerei tartalmaznak-e közös mechanizmusokat. A mai napig már több mint 20 különféle mód van az állatok várható élettartamának növelésére - ezek különféle étrend (például alacsony kalóriatartalmú) és gyógyszerek (például rapamicin), és bizonyos genetikai befolyások. Az utóbbiak közül az egyik legismertebb a mutáció, amely növekedési hormon hiányhoz vezet. Ennek eredményeként törpe egereket nyernek, de ez már elég ahhoz, hogy másfélszer hosszabb ideig éljenek, mint a szokásosak. Munkánkban mindegyik módszer közös molekuláris mechanizmusait kerestük. Ehhez az egereket különböző hatásoknak tettük ki, és néhány hónap múlva megmértük génaktivitásuk szintjét. Érdeklődött, hogy a gének működése hogyan változott az élet meghosszabbításának ezen vagy másik módszere hatására. Kiderültmintegy 300 gén aktivitása valójában hasonló módon változik, függetlenül az expozíció típusától. Sőt, ismert, hogy a különböző módszerek eltérő mértékben meghosszabbítják az életet: például az étrend kb. 30% -kal, a növekedési hormon hiánya - 50% -kal, a gyógyszerek - csupán 10–20% -kal. Megállapítottuk, hogy egyes gének aktivitása függ attól, hogy egy adott expozíció milyen mértékben növeli az állat élettartamát. Vagyis minél aktívabb a gén, annál hosszabb ideig él az átlagos egér, és fordítva. Kiderül, hogy a talált biomarkerek nemcsak azt teszik lehetővé, hogy a hatás elvileg hatékony legyen, hanem arra is, hogy következtetést vonzzon le arról, hogy mennyivel növeli az élettartamot.növekedési hormonhiány - 50% -kal, drogok - csak 10–20% -kal. Megállapítottuk, hogy egyes gének aktivitása függ attól, hogy egy adott expozíció milyen mértékben növeli az állat élettartamát. Vagyis minél aktívabb a gén, annál hosszabb ideig él az átlagos egér, és fordítva. Kiderül, hogy a talált biomarkerek nemcsak azt teszik lehetővé, hogy a hatás elvileg hatékony legyen, hanem arra is, hogy következtetést vonzzon le arról, hogy mennyivel növeli az élettartamot.növekedési hormonhiány - 50% -kal, drogok - csak 10–20% -kal. Megállapítottuk, hogy egyes gének aktivitása függ attól, hogy egy adott expozíció milyen mértékben növeli az állat élettartamát. Vagyis minél aktívabb a gén, annál hosszabb ideig él az átlagos egér, és fordítva. Kiderül, hogy a talált biomarkerek nemcsak azt teszik lehetővé, hogy a hatás elvileg hatékony legyen, hanem arra is, hogy következtetést vonzzon le arról, hogy mennyivel növeli az élettartamot.ugyanakkor arra is következtetést kell levonni, hogy az mennyit növeli a várható élettartamot.ugyanakkor arra is következtetést kell levonni, hogy az mennyit növeli a várható élettartamot.
Pontosan mi ezek a gének?
- Több száz ilyen gén létezik, de sokuk ugyanabban a sejtes folyamatban vesz részt. Például sok gén, amelyek csökkent aktivitást mutattak, bevonódott az immunválaszba. Intuitív módon az immunválaszt hasznos mechanizmusnak tekintik, de valójában az életkorral az immunrendszer egyes elemeinek aktivitása növekszik, és a krónikus gyulladás válik az életkorral összefüggő betegségek kialakulásának egyik tényezőjévé. Ehhez a tudományban van még egy külön fogalom is a gyulladás, a "gyulladás" (gyulladás) és "öregedés" (öregedés) szavaktól. Ezért nem meglepő, hogy az élettartam-meghosszabbító kezelések kikapcsolják a folyamathoz kapcsolódó géneket. Másrészt megfigyeltük az oxidatív foszforilációban és a glükóz anyagcserében részt vevő gének aktivitásának növekedését, azaz az energia felvételét a sejtben. Korábban megmutattákhogy az életkorral az energia metabolizmus intenzitása csökken az állatok sokféleségében, beleértve az embereket is. Az élettartamot meghosszabbító kezelések lelassítják ezt a folyamatot.
Hogyan segítik az eredmények az élet meghosszabbításának új eszközeit?
Promóciós videó:
- Munkánk fő célja az élet meghosszabbításának új módszereinek egyszerűsítése. Manapság annak igazolására, hogy ez vagy más hatást gyakorolnak az egerek élettartamára, meg kell várni az ezt a hatást kapó állatok halálát, és meg kell vizsgálni, mennyi ideig élnek a hétköznapi egerekkel összehasonlítva. És négy évet élnek. Vagyis egy gyógyszer hatékonyságának teszteléséhez egy nagy egerekből álló csoportot kell etetnie vele egész évben. Ez sok időt és pénzügyi forrást igényel, mert egyes gyógyszerek meglehetősen drágák. Eredményeink lehetővé teszik, hogy mindössze két-három hónapban megjósoljuk az expozíció hatását, mihelyt befolyásolja a biomarker gének aktivitását a testben. Meg tudjuk mérni, és megítélhetjük, hogy megnövekszik-e az élettartam. Ez a megközelítés lehetővé teszi az új befolyások keresésének jelentős felgyorsítását és költségeinek csökkentését. Jelenleg körülbelül tíz becsült gyógyszerünket teszteljük az idős egerek élettartamára. Még nem tudok következtetéseket levonni, mivel a kísérlet még nem fejeződött be, de már ebben a szakaszban észrevehető eredmények láthatók.
Miért érdekli egyáltalán az élet meghosszabbításának témája?
- Őszintén szólva, soha nem gondoltam azon, hogy mi történt. Szerintem két tényező van itt. Először is nagyon érdekel a bioinformatika és általában a matematikai módszerek alkalmazása a biológiában. Az öregedés olyan folyamat, amelyben minden testrendszer részt vesz, nincs egyetlen olyan kapcsoló, amely kiváltaná. És az öregedési mechanizmusok tanulmányozásakor a legelőnyösebb a rendszer-megközelítés, és ennélfogva a bioinformatika használata. Másodszor, véleményem szerint az öregedés az emberiség egyik fő problémája. A tíz haláleset közül a Földön minden hetedik pontosan az életkorhoz kapcsolódó betegségek: szív-érrendszeri betegségek, rák, 2. típusú cukorbetegség, demencia stb. Tehát ez az elsődleges egészségügyi probléma, és az öregedés kutatásával alapvetően az életmentés érdekében dolgozunk.
A térségben kialakult vélemény van-e arról, hogy az egyének várható élettartama korlátozott? Úgy gondolják, hogy a határértéket már elérték
- Erre a kérdésre még nincs pontos válasz. A hivatalos rekord ma 122 év, és vannak centenáriumok, akik több mint 115 évet élnek. Nyilvánvalóan körülbelül 120 év van a jelenlegi határérték, amelyet egy személy elérhet, tekintettel a jelenlegi egészségügyi rendszerre, az egészséges életmódra és így tovább. Valószínűleg valamilyen gyógyszerrel és genetikai manipulációval, amelyek meghosszabbítják az állatok életét, növelni tudjuk az emberek átlagos élettartamát. Bonyolult kérdés, hogy képesek-e ilyen módon növelni a maximumot. Van néhány elméleti tanulmány, amelyek azt mutatják, hogy legalább 150 éves korig úgy tűnik, működik. Nyitott kérdés, hogy lehetséges-e az életet tovább meghosszabbítani. Természetesen az olyan emlősök példái, amelyek több mint 200 évet élnek, mint például a bálnák, ösztönzik az optimizmust. De élhet-e egy ember 200 évet?anélkül, hogy bálná válna, miközben ember marad? Más szavakkal, jelentősen megnövelhetjük élettartamunkat anélkül, hogy megváltoztatnánk testünk felépítésének és élettanának főbb jellemzőit? Még nincs válasz.
A saját területének kutatói erőfeszítéseik általában az öregedés olyan problémája, amelyet az emberiség a jövőben valamikor meg fog oldani, vagy olyan egyedi életkorral összefüggő betegségek esetén, amelyek kezelésére jelenleg szükség van?
- Mindkét megközelítést alkalmazzák. Egyes csoportok az életkorral összefüggő betegségekre összpontosítanak, amelyek közül néhány népszerűbb és kevésbé népszerű. Például a rák elleni küzdelem mellett a neurodegeneratív betegségek, köztük az Alzheimer-kór tanulmányozása előtérbe kerül. A mai napig nincs egyetlen bevált gyógyszer az emberben. A megfelelő életmóddal kissé csökkenthetjük a betegség kockázatát, de ha már megtörtént, akkor nem fogja megállítani vagy akár lelassítani a fejlődését. Ezért nagy erőfeszítéseket kell tenni e probléma megoldására.
Laboratóriumunk megközelítése kissé eltér. Ahelyett, hogy az egyes betegségeket külön harcolná, felfedezheti a közös előfordulási mechanizmusokat, és felléphet rájuk. Mind a neurodegeneratív, mind a szív- és érrendszeri betegségeknek, és még a ráknak is vannak közös kiváltó okai - bizonyos károsodások felhalmozódása a különböző testrendszerekben. Látjuk, hogy ezeknek a betegségeknek a kockázata nagyon hasonló dinamikával növekszik. És leggyakrabban, a károk felhalmozódásának valamilyen módon lassításával csökkentjük a legtöbb öregedéssel kapcsolatos betegség kialakulásának kockázatát. Munkánk célja éppen egy ilyen komplex megoldás megtalálása - a kiváltó okok, és nem a következmények kezelése.
Vagy ha ha a laboratóriumi állatok életét meghosszabbító hatásokhoz hasonló hatásokat végül az emberekre alkalmazzák, lelassítják vagy megfordítják ezeket a betegségeket?
- Valószínűbb, hogy lelassítja a kár felhalmozódását és késlelteti az ilyen betegségek kialakulását - ennek a hatásnak a mai napig a legjobban tanulmányozott hatása van.
És ezek közül melyik a legmegfelelőbb az emberre?
- Gyógyszerek, mivel ez a kezelés legegyszerűbb módszere. Között néhány ígéretes antidiabetikus gyógyszer, például az akarbóz és a metformin. Ezek elsősorban néhány mellékhatással bírnak. Ezenkívül már léteznek olyan vizsgálatok a 2. típusú cukorbetegségben szenvedő betegekről, amelyek kimutatták, hogy azok a betegek, akik metformint szedtek, átlagosan még hosszabb ideig éltek, mint az egészséges cukorbetegek. A metforminnak jótékony hatása van az állatokra is. Ez nem mindig meghosszabbítja életüket, de legalább csökkenti az életkorral összefüggő betegségek kialakulásának kockázatát. Ígéretes jelölt, és tavaly az Egyesült Államokban bejelentették a metformin első klinikai vizsgálatát az öregedés gyógyítására, nem pedig a cukorbetegség kezelésére. Körülbelül hat évig tartanak, és három ezer 50 éves vagy annál idősebb emberre tartják őket,különféle élettani mutatókat kell mérni. Ez egy fontos precedens, mivel először is ezek az első öregedésgátló gyógyszerek klinikai kísérletei emberekben. Másodszor, az ilyen tesztek közelebb hozzák azt a napot, amikor a kormányzati szabályozók felismerik az öregedést betegségként. Addig, amíg ez meg nem történik, egyetlen gyógyszeripari cég sem engedheti meg az öregedésgátló gyógyszert egészséges emberek számára.
A meglévő típusú hatások közül melyik ígéretesebb az emberek számára?
- Ha az öregedés elleni küzdelem fő tendenciáiról beszélünk, két fő megközelítést vázolnék fel. Az első az öregedés lassulása, amelyről már beszéltünk. És a kábítószerek itt, sajnos, az egerek alapján ítélik meg a legkevesebb hatást. Manapság a drogok csak azt tehetik meg, ha 20% -kal növelik a várható élettartamot. Még az alacsony kalóriatartalmú étrend akár 30% -ot is adhat. Az állatok öregedésének leghatékonyabb módja a genetikai manipuláció. De egyértelmű, hogy emberek esetében ez a legkevésbé alkalmazható módszer, mivel a genomszerkesztő technológiák előkészítő állapotban vannak, és még nem állnak készen az emberi felhasználásra, különösen a megelőző felhasználásról. Tehát a meglévő öregedésgátló technikák valószínűleg hozzájárulnak az egészséges élettartam növeléséhez.de nem vár komoly ugrást a várható élettartamban.
A második megközelítés nem a kár felhalmozódásának lelassítása, hanem pontosan történő kijavítása, amikor már felhalmozódtak. Ez különösen az alapja Aubrey de Gray és a SENS szervezete megközelítésének. Ezen a területen az egyik legnépszerűbb induló vállalkozás az Unity, amely senolitikumokat fejlesztett, olyan gyógyszereket fejleszt, amelyek célja az idős sejtek szelektív elpusztítása. Általában azok a sejtek, amelyek nem pusztulnak el, de néha nem történnek meg, és a szövetekben maradnak, bár már nem működnek. Sőt, ezek a sejtek felszabadítják a gyulladásos tényezőket, amelyek immunválaszt és krónikus gyulladást válthatnak ki. Ezeket a sejteket idős vagy idős sejteknek nevezzük. És van egy hipotézis, hogy jó lenne eltávolítani ezeket a sejteket. Ez az, amit a szenolitikusok csinálnak. Az egerekkel végzett kísérletekben körülbelül 10-15% -kal meghosszabbították az élettartamot. Az embereknél az ilyen gyógyszerek csak a klinikai vizsgálatok első szakaszaiban haladnak át, és még korai beszélni a valódi hatásokról. De ha működik, akkor ez is az egyik lehetőség.
Összességében véleményem szerint előnyeink abban rejlenek, hogy sok technológia létezik a megelőzés terén, és nem szükséges, hogy mindegyik működjön. Elegendő, ha legalább néhány hatékonyan működik, és ez már elegendő lesz az élet egy kicsit meghosszabbításához. Ezen idő alatt új, hatékonyabb megközelítések jelenhetnek meg a terápiában.
Mi a helyzet a biohackerekkel, akik csak nem akarnak várni, amíg garantáltan működni fognak, és kipróbálják magukban a nem eléggé bevált módszereket? Van itt a tudósok felelőssége?
- Meg kell értenie, hogy az egyik vagy másik kezelési módszer hatékonyságával kapcsolatos legtöbb tudományos kísérletet állatokon hajtják végre, és nem mindig az, ami az egereken működik, az embereknél is működik. A tudósok új lehetőségeket fedeznek fel, és alkalmazásukat emberben az orvosok vizsgálják meg a klinikai vizsgálatok befejezése után. Ezért a tudós felelőssége figyelmeztetni az embereket, hogy ezt a megközelítést eddig egy személyen nem tesztelték. És amennyire tudom, a legtöbb tudós megpróbálja ezt megtenni. És akkor az, hogy alkalmazzuk ezt vagy azt a módszert, mindenki egyéni döntése, amelyért mindenki felelõs magáért.
Valójában sok olyan módszer, amelyet a biohackerek használnak, az egészséges életmód klasszikus, jól ismert módszerei, amelyekről kimutatták, hogy hatékonyak az emberekben. Például a mérsékelt testmozgás és az alacsony kalóriatartalmú étrend esetén nincs semmi baj, ha túl messzire megy: ne kimerítse a testet éhséggel, ne hagyjon teljesen abba a szénhidrátokat stb. Más esetekben, amikor nem igazolták, hogy ennek a megközelítésnek az emberre gyakorolt hatása van, a legfontosabb az összes előny és kockázat gondos mérlegelése. Például a zöld tea állatokkal végzett kísérletekben bizonyos jólétes tulajdonságokkal rendelkezik. Különösen csökkentette a neurodegeneratív betegségek kialakulásának kockázatát, és az alacsony halálozáshoz társult az embereknél. Nincs súlyos mellékhatása, ezért semmi veszélyesnek nem látom a zöld tea szedését: talán nem fogja meghosszabbítani az életed,de ebből sem lesz nyilvánvaló kár. És amikor az észrevehető mellékhatásokkal járó kockázatosabb expozíciókra van szükség, ezt már érdemes megfontolni. Azonban a legtöbb gyógyszert, amely növeli az állatok élettartamát, manapság csak receptre adják el, így bizonyos esetekben a kormány már gondolkodott az ön számára.
Mi ösztönözte Önt a tudomány népszerűsítésére?
- Úgy gondolom, hogy a tudósok egyik fő feladata az, hogy elmondja az embereknek a kutatásokat, mindenekelőtt a sajátjaikról. Mert ha egy tudós nem teszi meg, akkor valaki más is megteszi. És akkor a tanulmány különféle megalapozatlan értelmezéseket, következtetéseket és így tovább szerezhet. Az öregedés területe ebben az értelemben kiváló példa, mert mindig is sok mítosz létezett benne, amelyeket nem kínáltak az embereknek az örök ifjúság forrásának. Ezért különösen fontos a valós kutatásokról, arról, hogy mi bizonyítékkal rendelkezik. Igen, és magam mindig is érdekel az emberek előadása, ezért a népszerű tudományos beszédek remek alkalom a vállalkozás és az öröm összekapcsolására.
Az előadások és a forgatás sok időt vesznek igénybe?
- Több és több. Egyrészt ez nagyszerű, másrészt egyre nehezebb ezt összekapcsolni a tudománygal. Ebben az értelemben az előadásokkal könnyebb, mivel azokat nem kell minden alkalommal átírni, elegendő új kutatásokkal kiegészíteni őket a fő tartalom megváltoztatása nélkül. A videó nehezebb, mivel minden videóhoz új anyagokra van szükség. De most csapatunk bővül, új emberek jönnek be, és remélem, hogy ez segít még érdekesebb munkánk elvégzésében.
A versenyünket az "Év felfedezése" néven hívták, és az Ön területén a közelmúltban felfedezett legutóbbi események közül melyik tűnt a legjobban, a tudományos fantasztikus világ híreinek tűnt?
„A tavalyi tanulmány megdöbbent, amelyben a tudósoknak először sikerült 3D-ben kinyomtatni egy egész emberi szívét a beteg saját sejtjeiből. Igaz volt, hogy egy nyúl mérete, de anatómiailag teljesen megismételte az embert. Ez a téma messze van a laboratóriumunktól, mindazonáltal inspirált. Azokat a sejteket, amelyek a nyomtató „tintájává” váltak, az emberi zsírszövetből nyertük, indukált pluripotens őssejtekké, majd izomszövet és érrendszer sejtjeivé alakítottuk. Még 15 évvel ezelőtt lehetetlen volt elképzelni a teljes szervek kinyomtatását, és a közeljövőben ez nagy jelentőséggel bírhat a transzplantológia szempontjából - ez lehetővé teszi a transzplantáció nagyon gyors elvégzését, nem kell várni egy megfelelő donorszervet, és elkerülhetőek az immunválasz problémái.
Hogyan tudja felmérni a saját területének kutatási szintjét Oroszországban, összehasonlítva a világ vezető csapataival? Hol vannak erős orosz kutatók és hol vannak lemaradva?
- Nagyon jó bioinformatikai iskolánk van. A Moszkvai Állami Egyetem Bioinformatikai és Bioinformatikai Tanszékét, amelyben diplomát végeztem, e terület szakemberei állítják elő, és igazán erős szakemberek. Úgy tűnik számomra, hogy Oroszország az egyik vezető ország ezen a téren. Nehézségek vannak a kísérleti biológiában, és ezek elsősorban az állatokon végzett kísérletek magas költségeivel járnak. Az öregedés területén különösen nagy forrásokat igényelnek. Amint megbeszéljük, az egerek élettartamának meghosszabbítására szolgáló gyógyszer teszteléséhez minden nap hozzá kell adni körülbelül négy éven keresztül. És a gyógyszerek drágák, és az egerek csoportjának meglehetősen nagynak kell lennie: több tucat állatnak mind a kontroll, mind a kísérleti csoportban. Az Egyesült Államokban külön kísérleti program van az ilyen kísérletekre, amelyet az Egészségügyi Minisztérium szponzorál,mivel egyetlen laboratórium sem engedheti meg magának. Tehát az állatkísérletek szempontjából veszítünk, ám erõs pontunk a matematika és a számítógépes tudomány. Ezért nagyon fontos, hogy továbbra is támogassuk az ilyen szakemberek képzését és munkáját. Általában véve a tudománynak nincsenek területi határai. Tehát az öregedés elleni küzdelemben mindannyian közös célt teszünk.
Szerző: Ekaterina Erokhina