Ученые нашли способ «перезагрузить» возраст
Ученые нашли способ обратить старение у мышей. Теперь цель исследователей состоит в том, чтобы сделать то же самое для людей. В лаборатории молекулярного биолога Дэвида Синклера в Гарвардской медицинской школе старые мыши снова становятся молодыми.
Используя белки, которые могут превратить взрослую клетку в стволовую, Дэвид Синклер и его команда вернули стареющие клетки мышей к их более ранним версиям. В первом прорыве его команды, опубликованном в конце 2020 года, старые мыши с плохим зрением и поврежденной сетчаткой внезапно снова получили возможность видеть, со зрением, которое временами соперничало со зрением их потомства, рассказывает CNN.
«Насколько мы можем судить, это постоянная перезагрузка, и мы думаем, что это может быть универсальный процесс, который может быть применен ко всему телу для перезагрузки нашего возраста», — сказал Синклер, который последние 20 лет изучал способы обращения вспять разрушительного воздействия времени.
«Если мы обратим старение вспять, этих болезней не должно быть. Сегодня у нас есть технология, позволяющая дожить до сотни, не беспокоясь о раке в 70, болезни сердца в 80 и болезни Альцгеймера в 90», – сообщил Дэвид Синклер на мероприятии, посвященном здоровью и благополучию.
«Это мир, который грядет. Это буквально вопрос того, когда и для большинства из нас это произойдет в нашей жизни», — заявил Синклер своим слушателям.
«Его исследование показывает, что вы можете изменить старение, чтобы сделать жизнь моложе дольше. Теперь он хочет изменить мир и сделать старение болезнью», — говорит инвестор Уитни Кейси, которая сотрудничает с Синклером.
В то время как современная медицина занимается лечением болезней, она не устраняет основную причину, «которой для большинства болезней является само старение, — говорит Синклер. – Мы знаем, что когда мы обращаем вспять возраст органа, такого как мозг мыши, болезни старения исчезают. Память возвращается, деменции больше нет. Я верю, что в будущем замедление и обращение вспять старения станет лучшим способом лечения болезней, которые преследуют большинство из нас».
В лаборатории Синклера рядом сидят две мыши. Одна – картина юности, другая седая и немощная. Тем не менее, они брат и сестра, рожденные из одного помета — только одна из них была генетически изменена, чтобы стареть быстрее.
Если это возможно, Синклер спросил свою команду, можно ли добиться и обратного? Японский биомедицинский исследователь доктор Синья Яманака уже перепрограммировал клетки кожи взрослого человека, чтобы они вели себя как эмбриональные или плюрипотентные стволовые клетки, способные развиваться в любую клетку тела. Открытие 2007 года принесло ученому Нобелевскую премию, а его «индуцированные плюрипотентные стволовые клетки» вскоре стали известны как «факторы Яманаки».
Однако взрослые клетки, полностью переключенные обратно на стволовые клетки с помощью факторов Яманаки, теряют свою идентичность. Они забывают, что являются клетками крови, сердца и кожи, что делает их идеальными для возрождения в качестве «дневных клеток», но плохими для омоложения. Вы же не хотите, отмечает CNN, чтобы Брэд Питт из «Загадочной истории Бенджамина Баттона» вдруг стал ребенком; вы хотите, чтобы он состарился, но все еще помнил, кто он такой.
Лаборатории по всему миру ухватились за эту проблему. Исследование, опубликованное в 2016 году учеными из Института биологических исследований Солка в Ла-Хойя (Калифорния) показало, что признаки старения могут исчезнуть у генетически состарившихся мышей, подвергшихся кратковременному воздействию четырех основных факторов Яманаки, без стирания идентичности клеток.
Но у всех этих исследований была и обратная сторона: в определенных ситуациях у измененных мышей развивались раковые опухоли.
В поисках более безопасной альтернативы генетик из лаборатории Синклера Юаньчэн Лу выбрал три из четырех факторов и генетически добавил их к безвредному вирусу. Вирус был разработан для доставки омолаживающих факторов Яманаки к поврежденным ганглиозным клеткам сетчатки в задней части глаза старой мыши. После инъекции вируса в глаз плюрипотентные гены включались путем кормления мыши антибиотиком.
Удивительно, но поврежденные нейроны в глазах мышей, которым вводили три клетки, омолаживались. Синклер сказал, что после этого первоначального исследования его лаборатория обратила вспять старение мышц и мозга мышей и теперь работает над омоложением всего тела мыши.
Это открытие указывает на то, что в организме хранится «резервная копия» информации о молодости, добавил ученый.
По словам Синклера, в то время как у мышей изменения длятся месяцами, обновленные клетки не замерзают во времени и никогда не стареют. «Это так же постоянно, как и старение. Это перезагрузка, а затем мы видим, что мыши снова стареют, поэтому мы просто повторяем процесс. Мы считаем, что нашли главный переключатель управления, способ перевести часы назад, — добавил он. – Тогда тело проснется, вспомнит, как себя вести, вспомнит, как регенерировать, и снова будет молодым, даже если вы уже стары и больны».
По словам Синклера, исследования о том, повлияет ли генетическое вмешательство, которое оживило мышей, на людей, находятся на ранней стадии. Пройдут годы, прежде чем испытания на людях будут завершены, проанализированы и, если они будут безопасными и успешными, масштабируются до массы, необходимой для получения правительственного одобрения.
По словам Синклера, пока мы ждем, пока наука определит, можем ли мы сбросить наши гены, есть много других способов замедлить процесс старения и перезапустить наши биологические часы.
«Главные советы просты: сосредоточьтесь на растениях в пищу, ешьте реже, высыпайтесь, задерживайте дыхание на 10 минут три раза в неделю, выполняя упражнения для поддержания мышечной массы, не волнуйтесь по пустякам и получайте удовольствие в хорошей социальной группе», — говорит Синклер.
Все эти виды поведения влияют на наш эпигеном, белки и химические вещества, которые сидят, как веснушки, на каждом гене, ожидая, чтобы сказать гену, «что делать, где делать и когда делать. Что контролирует эпигеном? Поведение человека и его окружение играют ключевую роль. Допустим, вы родились с генетической предрасположенностью к сердечным заболеваниям и диабету. Но поскольку вы занимались спортом, придерживались растительной диеты, хорошо спали и справлялись со стрессом на протяжении большей части своей жизни, вполне возможно, что эти гены никогда не активируются. Эксперты говорят, что именно так мы можем взять часть нашей генетической судьбы в свои руки.
Положительное влияние на наше здоровье растительной диеты, близких, любящих отношений, достаточного количества упражнений и сна хорошо задокументировано. Эксперты говорят, что ограничение калорий, однако, является более спорным способом увеличения продолжительности жизни.
По данным Национального института старения, исследования червей, крабов, улиток, плодовых мушек и грызунов показали, что ограничение калорий «задерживает начало возрастных заболеваний», таких как рак, болезни сердца и диабет. Некоторые исследования также выявили увеличение продолжительности жизни: в исследовании 1986 года мыши, которым давали только треть обычной дневной нормы калорий, доживали до 53 месяцев — мышь, которую содержали в качестве домашнего питомца, могла прожить около 24 месяцев.
Однако исследования на людях были менее информативными, отчасти потому, что многие из них были сосредоточены на потере веса, а не на долголетии. Однако для Синклера сокращение количества приемов пищи стало важным фактором в сбросе его личных часов: недавние тесты показали, что его биологический возраст составляет 42 года при том, что реально ему 53 года.
Синклер использует в своей жизни и другие инструменты, основываясь на исследованиях своей лаборатории и других. В своей книге «Продолжительность жизни: почему мы стареем и почему нам это не нужно» он пишет, что мало что из того, что он делает, подвергалось своего рода «строгим долгосрочным клиническим испытаниям», необходимым для «полного понимания широких диапазон возможных результатов». На самом деле, добавил он, «я понятия не имею, стоит ли мне это делать».
С этой оговоркой Синклер готов поделиться своими советами: он сводит потребление крахмала и сахара к минимуму и отказался от десертов в 40 лет. Он ест большое количество растительной еды, избегает употребления в пищу мяса млекопитающих и держит вес своего тела на низком уровне оптимального. Он тренируется, делая много шагов каждый день, ходит по лестнице, а не поднимается на лифте, и посещает спортзал с сыном, чтобы поднимать тяжести и бегать трусцой, прежде чем пойти в сауну и окунуться в бассейн с ледяной водой. «Я вернул свое 20-летнее тело», — говорит он с улыбкой.
Говоря о холоде, наука долгое время считала, что более низкие температуры увеличивают продолжительность жизни у многих видов, но, согласно исследованию 2018 года, правда это или нет, может зависеть от генома человека.
Используя белки, которые могут превратить взрослую клетку в стволовую, Дэвид Синклер и его команда вернули стареющие клетки мышей к их более ранним версиям. В первом прорыве его команды, опубликованном в конце 2020 года, старые мыши с плохим зрением и поврежденной сетчаткой внезапно снова получили возможность видеть, со зрением, которое временами соперничало со зрением их потомства, рассказывает CNN.
«Насколько мы можем судить, это постоянная перезагрузка, и мы думаем, что это может быть универсальный процесс, который может быть применен ко всему телу для перезагрузки нашего возраста», — сказал Синклер, который последние 20 лет изучал способы обращения вспять разрушительного воздействия времени.
«Если мы обратим старение вспять, этих болезней не должно быть. Сегодня у нас есть технология, позволяющая дожить до сотни, не беспокоясь о раке в 70, болезни сердца в 80 и болезни Альцгеймера в 90», – сообщил Дэвид Синклер на мероприятии, посвященном здоровью и благополучию.
«Это мир, который грядет. Это буквально вопрос того, когда и для большинства из нас это произойдет в нашей жизни», — заявил Синклер своим слушателям.
«Его исследование показывает, что вы можете изменить старение, чтобы сделать жизнь моложе дольше. Теперь он хочет изменить мир и сделать старение болезнью», — говорит инвестор Уитни Кейси, которая сотрудничает с Синклером.
В то время как современная медицина занимается лечением болезней, она не устраняет основную причину, «которой для большинства болезней является само старение, — говорит Синклер. – Мы знаем, что когда мы обращаем вспять возраст органа, такого как мозг мыши, болезни старения исчезают. Память возвращается, деменции больше нет. Я верю, что в будущем замедление и обращение вспять старения станет лучшим способом лечения болезней, которые преследуют большинство из нас».
В лаборатории Синклера рядом сидят две мыши. Одна – картина юности, другая седая и немощная. Тем не менее, они брат и сестра, рожденные из одного помета — только одна из них была генетически изменена, чтобы стареть быстрее.
Если это возможно, Синклер спросил свою команду, можно ли добиться и обратного? Японский биомедицинский исследователь доктор Синья Яманака уже перепрограммировал клетки кожи взрослого человека, чтобы они вели себя как эмбриональные или плюрипотентные стволовые клетки, способные развиваться в любую клетку тела. Открытие 2007 года принесло ученому Нобелевскую премию, а его «индуцированные плюрипотентные стволовые клетки» вскоре стали известны как «факторы Яманаки».
Однако взрослые клетки, полностью переключенные обратно на стволовые клетки с помощью факторов Яманаки, теряют свою идентичность. Они забывают, что являются клетками крови, сердца и кожи, что делает их идеальными для возрождения в качестве «дневных клеток», но плохими для омоложения. Вы же не хотите, отмечает CNN, чтобы Брэд Питт из «Загадочной истории Бенджамина Баттона» вдруг стал ребенком; вы хотите, чтобы он состарился, но все еще помнил, кто он такой.
Лаборатории по всему миру ухватились за эту проблему. Исследование, опубликованное в 2016 году учеными из Института биологических исследований Солка в Ла-Хойя (Калифорния) показало, что признаки старения могут исчезнуть у генетически состарившихся мышей, подвергшихся кратковременному воздействию четырех основных факторов Яманаки, без стирания идентичности клеток.
Но у всех этих исследований была и обратная сторона: в определенных ситуациях у измененных мышей развивались раковые опухоли.
В поисках более безопасной альтернативы генетик из лаборатории Синклера Юаньчэн Лу выбрал три из четырех факторов и генетически добавил их к безвредному вирусу. Вирус был разработан для доставки омолаживающих факторов Яманаки к поврежденным ганглиозным клеткам сетчатки в задней части глаза старой мыши. После инъекции вируса в глаз плюрипотентные гены включались путем кормления мыши антибиотиком.
«Антибиотик — это просто инструмент. На самом деле это может быть любое химическое вещество, просто способ убедиться, что три гена включены, — рассказывает Синклер. – Обычно они включаются только у очень молодых развивающихся эмбрионов, а затем отключаются по мере старения».
Удивительно, но поврежденные нейроны в глазах мышей, которым вводили три клетки, омолаживались. Синклер сказал, что после этого первоначального исследования его лаборатория обратила вспять старение мышц и мозга мышей и теперь работает над омоложением всего тела мыши.
«Каким-то образом клетки знают, что тело может перезагрузить себя, и они все еще знают, какие гены должны быть включены, когда они были молоды, — сказал Синклер. – Мы думаем, что подключаемся к древней системе регенерации, которую используют некоторые животные: когда вы отрезаете конечность от саламандры, она отрастает снова. Хвост рыбы отрастает снова, палец мыши отрастает снова».
Это открытие указывает на то, что в организме хранится «резервная копия» информации о молодости, добавил ученый.
«Я называю это информационной теорией старения», — сказал он. «Это потеря информации, из-за которой стареющие клетки забывают, как функционировать, забывают, к какому типу клеток они относятся».
По словам Синклера, в то время как у мышей изменения длятся месяцами, обновленные клетки не замерзают во времени и никогда не стареют. «Это так же постоянно, как и старение. Это перезагрузка, а затем мы видим, что мыши снова стареют, поэтому мы просто повторяем процесс. Мы считаем, что нашли главный переключатель управления, способ перевести часы назад, — добавил он. – Тогда тело проснется, вспомнит, как себя вести, вспомнит, как регенерировать, и снова будет молодым, даже если вы уже стары и больны».
По словам Синклера, исследования о том, повлияет ли генетическое вмешательство, которое оживило мышей, на людей, находятся на ранней стадии. Пройдут годы, прежде чем испытания на людях будут завершены, проанализированы и, если они будут безопасными и успешными, масштабируются до массы, необходимой для получения правительственного одобрения.
По словам Синклера, пока мы ждем, пока наука определит, можем ли мы сбросить наши гены, есть много других способов замедлить процесс старения и перезапустить наши биологические часы.
«Главные советы просты: сосредоточьтесь на растениях в пищу, ешьте реже, высыпайтесь, задерживайте дыхание на 10 минут три раза в неделю, выполняя упражнения для поддержания мышечной массы, не волнуйтесь по пустякам и получайте удовольствие в хорошей социальной группе», — говорит Синклер.
Все эти виды поведения влияют на наш эпигеном, белки и химические вещества, которые сидят, как веснушки, на каждом гене, ожидая, чтобы сказать гену, «что делать, где делать и когда делать. Что контролирует эпигеном? Поведение человека и его окружение играют ключевую роль. Допустим, вы родились с генетической предрасположенностью к сердечным заболеваниям и диабету. Но поскольку вы занимались спортом, придерживались растительной диеты, хорошо спали и справлялись со стрессом на протяжении большей части своей жизни, вполне возможно, что эти гены никогда не активируются. Эксперты говорят, что именно так мы можем взять часть нашей генетической судьбы в свои руки.
Положительное влияние на наше здоровье растительной диеты, близких, любящих отношений, достаточного количества упражнений и сна хорошо задокументировано. Эксперты говорят, что ограничение калорий, однако, является более спорным способом увеличения продолжительности жизни.
По данным Национального института старения, исследования червей, крабов, улиток, плодовых мушек и грызунов показали, что ограничение калорий «задерживает начало возрастных заболеваний», таких как рак, болезни сердца и диабет. Некоторые исследования также выявили увеличение продолжительности жизни: в исследовании 1986 года мыши, которым давали только треть обычной дневной нормы калорий, доживали до 53 месяцев — мышь, которую содержали в качестве домашнего питомца, могла прожить около 24 месяцев.
Однако исследования на людях были менее информативными, отчасти потому, что многие из них были сосредоточены на потере веса, а не на долголетии. Однако для Синклера сокращение количества приемов пищи стало важным фактором в сбросе его личных часов: недавние тесты показали, что его биологический возраст составляет 42 года при том, что реально ему 53 года.
«Я провожу биологический тест уже 10 лет, и последнее десятилетие я неуклонно становлюсь моложе, — рассказал Синклер. – Самое большое изменение в моих биологических часах произошло, когда я ел реже — теперь я ем только один раз в день. Это оказало самое большое влияние на мою биохимию».
Синклер использует в своей жизни и другие инструменты, основываясь на исследованиях своей лаборатории и других. В своей книге «Продолжительность жизни: почему мы стареем и почему нам это не нужно» он пишет, что мало что из того, что он делает, подвергалось своего рода «строгим долгосрочным клиническим испытаниям», необходимым для «полного понимания широких диапазон возможных результатов». На самом деле, добавил он, «я понятия не имею, стоит ли мне это делать».
С этой оговоркой Синклер готов поделиться своими советами: он сводит потребление крахмала и сахара к минимуму и отказался от десертов в 40 лет. Он ест большое количество растительной еды, избегает употребления в пищу мяса млекопитающих и держит вес своего тела на низком уровне оптимального. Он тренируется, делая много шагов каждый день, ходит по лестнице, а не поднимается на лифте, и посещает спортзал с сыном, чтобы поднимать тяжести и бегать трусцой, прежде чем пойти в сауну и окунуться в бассейн с ледяной водой. «Я вернул свое 20-летнее тело», — говорит он с улыбкой.
Говоря о холоде, наука долгое время считала, что более низкие температуры увеличивают продолжительность жизни у многих видов, но, согласно исследованию 2018 года, правда это или нет, может зависеть от генома человека.
