Kuten tiede ehdottaa kuoleman lykkäämistä.
Kun ikääntyminen tunnustetaan sairaudeksi, mitkä geenit siihen liittyvät, onko pitkäikäisyydellä rajoitettu ja kuinka vaarallinen biologinen hakkerointi on - haastattelussa “Vuoden löytö” -kilpailun voittajan, Aleksander Tyshkovsky -haastattelun kanssa.
Joulukuussa Indicator. Ru ja projekti “Olen tiedeessä” järjestivät kilpailun parhaille venäläisten tutkijoiden tutkimuksille vuodelle “Vuoden löytö”. Asiantuntijoiden äänestystulosten mukaan yksi kilpailun nuorten ehdokkuuden voittaja oli vanhempi tutkija ikääntymisen systeemibiologian laboratoriossa, fysikaalisen kemian tutkimuslaitoksessa, Moskovan valtion yliopistossa. MV Lomonosov ja Harvard Medical School Alexander Tyshkovsky artikkelin kanssa, joka käsittelee elinajan jatkumisen molekyylimekanismeja solujen metaboliassa. Puhuimme hänen kanssaan löytön olemuksesta, jonka hän teki kollegoidensa kanssa - mutta ei vain.
Alexander, kerro meille tutkimustasi. Sikäli kuin ymmärrän, otit tunnetut menetelmät elämän pidentämiseksi ja tarkastelit tarkalleen, kuinka ne vaikuttavat molekyylitasolla hiirien vartaloon. Mitä löysit?
- Päätehtävämme oli ymmärtää, onko elämän jatkamismenetelmillä joitain yhteisiä mekanismeja. Tähän päivään mennessä on jo yli 20 erilaista tapaa lisätä eläinten elinajanodotetta - nämä ovat erilaisia ruokavalioita (esimerkiksi vähäkalorinen), lääkkeitä (esimerkiksi rapamysiini) ja joitain geneettisiä vaikutuksia. Viimeksi mainittujen joukossa yksi kuuluisimmista on mutaatio, joka johtaa kasvuhormonin puutteeseen. Seurauksena on kääpihiirien saaminen, mutta tämä on jo riittävää, jotta he elävät puolitoista kertaa pidempään kuin tavalliset. Työssämme etsimme kaikille näille menetelmille yhteisiä molekyylimekanismeja. Tätä varten paljassimme hiiret erilaisille vaikutuksille ja muutaman kuukauden kuluttua mittasimme niiden geeniaktiivisuuden tason. Olemme kiinnostuneita siitä, kuinka geenien toiminta on muuttunut tämän tai toisen elämän pidentämismenetelmän vaikutuksesta. Selvisinoin 300 geenin aktiivisuus muuttuu tosiasiallisesti samalla tavalla riippumatta altistumisen tyypistä. Lisäksi tiedetään, että eri menetelmät pidentävät elämää vaihtelevassa määrin: ruokavalio esimerkiksi noin 30%, kasvuhormonin puutos - 50%, lääkkeet - vain 10–20%. Havaitsimme, että joidenkin geenien aktiivisuus liittyy siihen, missä määrin tietty altistuminen lisää eläimen elinkaarta. Eli mitä aktiivisempi geeni on, sitä kauemmin keskimääräinen hiiri elää, ja päinvastoin. Osoittautuu, että löydettyjen biomarkkereiden avulla voidaan arvioida paitsi vaikutuksen olevan periaatteessa tehokasta myös tehdä johtopäätös siitä, kuinka paljon se pidentää elinikää.kasvuhormonin puutos - 50%, lääkkeet - vain 10–20%. Havaitsimme, että joidenkin geenien aktiivisuus liittyy siihen, missä määrin tietty altistuminen lisää eläimen elinkaarta. Eli mitä aktiivisempi geeni on, sitä kauemmin keskimääräinen hiiri elää, ja päinvastoin. Osoittautuu, että löydettyjen biomarkkereiden avulla voidaan arvioida paitsi vaikutuksen olevan periaatteessa tehokasta myös tehdä johtopäätös siitä, kuinka paljon se pidentää elinikää.kasvuhormonin puutos - 50%, lääkkeet - vain 10–20%. Havaitsimme, että joidenkin geenien aktiivisuus liittyy siihen, missä määrin tietty altistuminen lisää eläimen elinkaarta. Eli mitä aktiivisempi geeni on, sitä kauemmin keskimääräinen hiiri elää, ja päinvastoin. Osoittautuu, että löydettyjen biomarkkereiden avulla voidaan arvioida paitsi vaikutuksen olevan periaatteessa tehokasta myös tehdä johtopäätös siitä, kuinka paljon se pidentää elinikää.mutta myös tehdä johtopäätös siitä, kuinka paljon se pidentää elinajanodotetta.mutta myös tehdä johtopäätös siitä, kuinka paljon se pidentää elinajanodotetta.
Mitä nämä geenit tarkalleen ovat?
- Tällaisia geenejä on useita satoja, mutta monet heistä ovat mukana samoissa soluprosesseissa. Esimerkiksi monet geenit, jotka ovat vähentäneet aktiivisuuttaan, ovat olleet mukana immuunivasteessa. Intuitiivisesti immuunivastetta pidetään hyödyllisenä mekanismina, mutta itse asiassa ikän myötä immuunijärjestelmän joidenkin elementtien aktiivisuus kasvaa ja kroonisesta tulehduksesta tulee yksi tekijä ikään liittyvien sairauksien kehittymisessä. Tätä varten tieteessä on jopa erillinen termi tulehduksellinen sanoista "tulehdus" (tulehdus) ja "ikääntyminen" (ikääntyminen). Siksi ei ole yllättävää, että eliniän pidentävät hoidot sammuttavat tähän prosessiin liittyvät geenit. Toisaalta havaitsimme oksidatiiviseen fosforylaatioon ja glukoosimetaboliaan osallistuvien geenien aktiivisuuden lisääntymisen, toisin sanoen energian vastaanoton solussa. Se näytettiin aiemminettä iän myötä energian metabolian voimakkuus vähenee monissa eläimissä, mukaan lukien ihmiset. Elämää pidentävät hoidot hidastavat tätä prosessia.
Kuinka tuloksesi auttavat löytämään uusia keinoja pidentää elämää?
Mainosvideo:
- Työmme päätavoite on yksinkertaistaa uusien tapojen etsimistä elämän pidentämiseksi. Nykyään, jotta voidaan osoittaa tämän tai toisen vaikutuksen hiirien elinkaareen, on tarpeen odottaa tätä vaikutusta saavien eläinten kuolemaa ja nähdä kuinka kauan ne elävät verrattuna tavallisiin hiiriin. Ja he elävät jopa neljä vuotta. Eli yhden lääkkeen tehokkuuden testaamiseksi sinun on ruokittava suuri ryhmä hiiriä näiden kaikkien vuosien ajan. Tämä vie paljon aikaa ja taloudellisia resursseja, koska jotkut lääkkeet ovat melko kalliita. Tuloksemme ansiosta voimme ennustaa altistumisen vaikutuksen vain kahdessa kolmessa kuukaudessa heti kun se vaikuttaa biomarkkerigeenien aktiivisuuteen kehossa. Pystymme mittaamaan sen ja arvioimaan, pidentyykö elinajanodote. Tämä lähestymistapa antaa mahdollisuuden nopeuttaa ja vähentää huomattavasti uusien vaikutusten etsimisen kustannuksia. Testaamme tällä hetkellä noin kymmenen ennustetuista lääkkeistämme ikääntyneiden hiirten elinaikana. En voi vielä tehdä johtopäätöksiä, koska kokeilu ei ole vielä valmis, mutta jo tässä vaiheessa näemme huomattavia tuloksia.
Miksi olet kiinnostunut elämän jatkamisen aiheesta ollenkaan?
- Rehellisesti, en ole koskaan ajatellut miten se tapahtui. Mielestäni täällä on kaksi tekijää. Ensinnäkin olen erittäin kiinnostunut bioinformatiikasta ja yleensä matemaattisten menetelmien soveltamisesta biologiaan. Ikääntyminen on prosessi, jossa kaikki kehon järjestelmät ovat mukana, ei ole yhtä kytkintä, joka laukaisi sen. Ja ikääntymismekanismien tutkimuksessa on optimaalista käyttää järjestelmälähestymistapaa ja siten bioinformatiikkaa. Toiseksi mielestäni ikääntyminen on yksi ihmiskunnan suurimmista ongelmista nykyään. Maan kymmenestä kuolemasta joka seitsemäs johtuu tarkalleen ikään liittyvistä sairauksista: sydän- ja verisuonisairauksista, syöpistä, tyypin 2 diabetestä, dementiasta ja niin edelleen. Joten tämä on terveyskysymys numero yksi, ja tutkimalla ikääntymistä pyrimme pääasiassa pelastamaan ihmishenkiä.
Onko alueellasi vakiintunut mielipide siitä, kuinka ihmisen elinajanodote on rajoitettu? Rajan uskotaan jo saavuttaneen
- Tähän kysymykseen ei ole vielä tarkkaa vastausta. Virallinen ennätys on nyt 122 vuotta, ja on satavuotisia, jotka ovat eläneet yli 115 vuotta. Ilmeisesti noin 120 vuotta on nykyinen raja, jonka henkilö voi saavuttaa ottaen huomioon nykyisen terveydenhuoltojärjestelmän, terveelliset elämäntavat ja niin edelleen. Todennäköisesti pystymme pidentämään ihmisten keskimääräistä elinajanodotetta käyttämällä jonkinlaisia lääkkeitä ja geenimanipulaatioita, jotka pidentävät eläinten elämää. Pystymmekö lisäämään enimmäismäärää tällä tavalla, on vaikea kysymys. Meillä on joitain teoreettisia tutkimuksia, jotka osoittavat, että ainakin 150 vuotta vanhoina se näyttää toimivan. Onko mahdollista jatkaa elämää edelleen, on avoin kysymys. Tietenkin esimerkit yli 200 vuotta elävistä nisäkkäistä, kuten valaat, herättävät optimismia. Mutta voiko ihminen elää 200 vuotta?muuttumatta valaikseen, samalla kun pysyt ihmisenä? Toisin sanoen voimmeko pidentää elinaikamme merkittävästi muuttamatta kehomme rakenteen ja fysiologian keskeisiä piirteitä? Ei vielä vastausta.
Ovatko oman alasi tutkijoiden pyrkimykset ikääntyä yleensä ongelmana, jonka ihmiskunta ratkaisee joskus tulevaisuudessa, tai yksittäisiin ikään liittyviin sairauksiin, joiden hoitoa tarvitaan nyt?
- Molempia lähestymistapoja sovelletaan. Jotkut ryhmät keskittyvät tiettyihin ikään liittyviin sairauksiin, joista jotkut ovat suositumpia ja vähemmän suosittuja. Esimerkiksi syövän torjunnan ohella neurodegeneratiivisten sairauksien, mukaan lukien Alzheimerin tauti, tutkiminen on nyt tulossa etusijalle. Tähän päivään mennessä ihmisillä ei ole yhtä todistettua lääkettä sitä vastaan. Oikealla elämäntavalla voimme vähentää jonkin verran taudin riskiä, mutta jos se on jo tapahtunut, se ei auta pysäyttämään tai edes hidastamaan sen kehittymistä. Siksi tämän ongelman ratkaisemiseen panostetaan paljon.
Laboratoriomme lähestymistapa on hiukan erilainen. Sen sijaan, että torjuisit kutakin tautia erikseen, voit tutkia niiden yleisiä esiintymismekanismeja ja toimia niiden perusteella. Neurodegeneratiivisilla sairauksilla, sydän- ja verisuonisairauksilla ja jopa syöpillä on yleisiä perussyitä - tiettyjen vaurioiden kertyminen eri kehon järjestelmiin. Näemme, että kaikkien näiden tautien kehittymisriski kasvaa hyvin samanlaisella dynamiikalla. Ja useimmiten vähentämällä vahinkojen kertymistä tavalla tai toisella vähennämme useimpien ikään liittyvien sairauksien kehittymisriskiä. Työmme on suunnattu löytämään juuri niin monimutkainen ratkaisu - käsittelemään perussyitä, ei seurauksia.
Toisin sanoen jos hidastaa kaikkien näiden sairauksien kehittymistä tai kääntää ne, jos samanlaisia vaikutuksia kuin nyt, jotka pidentävät laboratorioeläinten elämää, sovelletaan lopulta ihmisiin?
- Hidastaa todennäköisemmin vaurioiden kertymistä ja viivästyy tällaisten sairauksien puhkeamista - tämä on tähän mennessä eniten tutkittuja vaikutuksia.
Ja mikä näistä vaikutuksista on lähinnä ihmisille?
- Lääkkeet, koska tämä on yksinkertaisin hoitomenetelmä. Niiden joukossa on lupaavia antidiabeettisia lääkkeitä, kuten lääkkeet akarboosi ja metformiini. Ne ovat hyviä lähinnä muutamilla sivuvaikutuksilla. Lisäksi tyypin 2 diabeetikoista on jo tehty tutkimuksia, jotka osoittivat, että metformiinia saaneet potilaat elivät keskimäärin jopa kauemmin kuin terveet ihmiset, joilla ei ollut diabetesta. Metformiinilla on myös hyödyllisiä vaikutuksia eläimiin. Se ei aina pidentä heidän elämäänsä, mutta ainakin vähentää ikään liittyvien sairauksien riskiä. Se on lupaava ehdokas, ja viime vuonna Yhdysvalloissa ilmoitettiin metformiinin ensimmäisistä kliinisistä tutkimuksista parantavan ikääntymistä, ei diabetestä. Ne kestävät noin kuusi vuotta ja pidetään kolmella tuhannella yli 50-vuotiaalla ihmisellä,mitataan erilaisia fysiologisia indikaattoreita. Tämä on tärkeä ennakkotapaus, koska ensinnäkin nämä ovat ensimmäiset kliiniset tutkimukset ikääntymistä estävästä lääkkeestä ihmisillä. Ja toiseksi, tällaiset testit tuovat lähemmäksi päivää, jolloin hallitusten viranomaiset tunnustavat ikääntymisen sairaudeksi. Siihen asti, kunnes näin tapahtuu, yksikään lääkeyhtiö ei voi vapauttaa ikääntymistä estävää lääkettä terveille ihmisille.
Mitkä nykyisistä vaikutuksista näyttävät lupaavimmilta ihmisille?
- Jos puhumme ikääntymisen torjunnan tärkeimmistä suuntauksista, haluaisin erottaa kaksi pääasiallista lähestymistapaa. Ensimmäinen on ikääntymisen hidastaminen, josta olemme jo puhuneet. Ja huumeet antavat tänne valitettavasti vähiten vaikutusta, hiirien mukaan. Nykyään huumeet voivat tehdä vain lisäämällä elinajanodotetta 20 prosentilla. Jopa vähäkalorinen ruokavalio antaa jopa 30%. Tehokkain tapa hidastaa eläinten ikääntymistä on geneettinen manipulointi. Mutta on selvää, että tämä on ihmisten tapauksessa vähiten sovellettava menetelmä, koska genomin muokkaustekniikat ovat valmisteluvaiheessa ja eivät ole vielä valmiita käytettäväksi ihmisissä, etenkin kun kyse on profylaktisesta käytöstä. Joten olemassa olevat ikääntymistä estävät tekniikat auttavat todennäköisesti lisäämään terveellistä pitkäikäisyyttä.mutta ei anna vakavaa harppausta elinajanodotteessa.
Toinen lähestymistapa ei ole vaurioiden kertymisen hidastaminen, vaan niiden korjaaminen kohtisuoraan, kun ne ovat jo kertyneet. Tämä on perusta erityisesti Aubrey de Grayn ja hänen organisaationsa SENS lähestymistavalle. Yksi suosituimmista aloittajista tällä alueella on Unity, joka kehittää senolyyttisiä lääkkeitä, joiden tarkoituksena on tuhota ikääntyneet solut valikoivasti. Normaalisti solut, jotka eivät tuhoudu, mutta joskus niin ei tapahdu, pysyvät kudoksissa, vaikka ne eivät enää toimi. Lisäksi nämä solut vapauttavat tulehduksellisia tekijöitä, jotka voivat laukaista immuunivasteen ja kroonisen tulehduksen. Näitä soluja kutsutaan vanhentuviksi tai vanhoiksi soluiksi. Ja on hypoteesi, että olisi mukavaa poistaa tällaiset solut. Tätä senolytiikka tekee. Hiirikokeissa ne pidentävät ikää noin 10-15%. Ihmisillä tällaiset lääkkeet ohittavat vain kliinisten tutkimusten ensimmäiset vaiheet, ja on liian aikaista puhua todellisesta vaikutuksesta. Mutta jos se toimii, se on myös yksi vaihtoehdoista.
Kaiken kaikkiaan, mielestäni, etumme on siinä, että ikääntymisen torjunnassa on monia tekniikoita, ja emme tarvitse kumpaakin niistä toimimaan. Riittää, että ainakin muutama on tehokasta, ja tämä riittää jo pidentämään elämääsi vähän. Ja tänä aikana saattaa ilmetä uusia, tehokkaampia lähestymistapoja terapiaan.
Kuinka suhtaudut biohakkereihin, jotka vain eivät halua odottaa, kunnes jonkin takuu toimii, ja kokeilla itse riittämättömästi todistettuja menetelmiä? Onko täällä tiedemiesten vastuuta?
- Sinun on ymmärrettävä, että suurin osa yhden tai toisen hoitomenetelmän tehokkuutta koskevista tieteellisistä kokeista tehdään eläimille, eikä aina se, mikä toimii hiirillä, vaikuttaa ihmisiin. Tutkijat ovat löytämässä uusia mahdollisuuksia, ja lääkärit tutkivat heidän sovelluksiaan ihmisissä kliinisten tutkimusten valmistuttua. Siksi tutkijan vastuulla on varoittaa ihmisiä siitä, että tätä tai toista lähestymistapaa ei ole toistaiseksi testattu henkilöllä. Ja sikäli kuin tiedän, suurin osa tutkijoista yrittää tehdä tämän. Ja sitten tämän tai toisen menetelmän soveltaminen on jokaisen yksilöllinen päätös, josta kaikki vastaavat itse.
Itse asiassa monet tekniikat, joita biohakkerit käyttävät, ovat klassisia tunnettuja terveellisten elämäntapojen menetelmiä, jotka ovat osoittautuneet tehokkaiksi ihmisissä. Esimerkiksi maltillisessa liikunnassa ja vähäkalorisessa ruokavaliossa ei ole mitään vikaa, jos et mene liian pitkälle: älä köyhdytä vartaloa nälkällä, älä hylkää hiilihydraatteja kokonaan jne. Muissa tapauksissa, kun tämän tai toisen lähestymistavan vaikutusta ihmiseen ei ole osoitettu, tärkeintä on punnita huolellisesti kaikki hyödyt ja riskit. Esimerkiksi vihreä tee on osoittanut joitain hyvin suojaavia ominaisuuksia eläinkokeissa. Erityisesti se vähensi hermostogeneratiivisten sairauksien kehittymisriskiä ja liittyi ihmisten alhaiseen kuolleisuuteen. Hänellä ei ole vakavia sivuvaikutuksia, joten en näe vihreän teen ottamisessa mitään vaarallista: ehkä se ei pidennä elämääsi,mutta siitä ei myöskään ole selvää haittaa. Ja kun kyse on vaarallisemmista altistumisista, joilla on huomattavia sivuvaikutuksia, tämä on jo harkinnan arvoinen. Suurinta osaa eläinten elinajan pidentävistä lääkkeistä myydään kuitenkin tänään vain reseptilääkkeiden avulla, joten joissakin tapauksissa valtio on jo ajatellut sinua.
Mikä sai sinut aloittamaan tieteen popularisointi?
- Uskon, että yksi tutkijoiden päätehtävistä on kertoa ihmisille tutkimuksesta, ennen kaikkea omasta. Sillä jos tiedemies ei tee sitä, joku muu tekee. Ja sitten tutkimuksesta voi saada erilaisia perusteettomia tulkintoja, johtopäätöksiä ja niin edelleen. Ikääntymisalue on tässä mielessä erinomainen esimerkki, koska siinä on aina ollut monia myyttejä, joita ei tarjottu ihmisille iankaikkisen nuoruuden lähteenä. Siksi on erityisen tärkeää puhua todellisesta tutkimuksesta, siitä, jolla on todistepohjaa. Kyllä, ja olen itsekin kiinnostunut puhumaan ihmisten edessä, joten populaarteattiset esitykset ovat minulle hieno tapa yhdistää liiketoiminta nautinnolla.
Vievätkö luennot ja kuvaaminen paljon aikaa?
- Yhä enemmän. Toisaalta tämä on hienoa, toisaalta on yhä vaikeampaa yhdistää tämä tieteeseen. Tässä mielessä luennoilla on helpompaa, koska niitä ei tarvitse kirjoittaa joka kerta, riittää, kun täydennetään niitä uudella tutkimuksella muuttamatta pääsisältöä. Video on vaikeampaa, koska jokainen video tarvitsee uutta materiaalia. Mutta nyt tiimimme laajenee, uusia ihmisiä on tulossa, ja toivon, että tämä auttaa meitä tekemään mielenkiintoisempaa työtä.
Kilpailumme nimi oli "Vuoden löytö", ja mitkä viimeisimmistä alasi löytöistä yllättävät sinut eniten, näyttivät uutisiksi tieteiskirjallisuuden maailmalta?
- Minua hämmästytti viime vuonna tehty tutkimus, jossa tutkijat onnistuivat ensimmäistä kertaa 3D-tulostamaan koko ihmisen sydämen potilaan omista soluista. Se oli totta, kanin koko, mutta anatomisesti se toisti ihmisen täysin. Tämä aihe on kaukana laboratoriostamme, siitä huolimatta se inspiroi minua. Solut, joista tuli tulostimen "muste", saatiin ihmisen rasvakudoksesta, muutettiin indusoiduiksi pluripotenttisiksi kantasoluiksi ja sitten lihaskudoksen ja verisuonten seinämien soluiksi. Jo 15 vuotta sitten oli mahdotonta kuvitella kokonaisten elinten painatusta, ja tällä voi olla lähitulevaisuudessa suuri merkitys siirrostologialle - se mahdollistaa siirron suorittamisen erittäin nopeasti, odottamatta sopivaa luovuttajaelintä ja välttäen immuunivasteongelmia.
Kuinka voit arvioida alasi tutkimuksen tasoa Venäjällä verrattuna maailman johtaviin ryhmiin? Missä venäläiset tutkijat ovat vahvoja ja missä he ovat jäljessä?
- Meillä on erittäin hyvä bioinformatiikan koulu. Moskovan valtionyliopiston biotekniikan ja bioinformatiikan tiedekunta, jonka valmistasin, valmistaa alan asiantuntijoita ja todella vahvoja. Minusta vaikuttaa siltä, että Venäjä on yksi johtavista maista tällä alueella. Kokeellisessa biologiassa on vaikeuksia, ja ne liittyvät pääasiassa eläinkokeiden korkeisiin kustannuksiin. Ikääntymisen alalla he vaativat erityisen suuria resursseja. Kuten keskustelimme, lääkkeen testaaminen eliniän pidentämiseksi hiirillä edellyttää sen antamista joka päivä noin neljän vuoden ajan. Ja lääkkeet ovat kalliita, ja hiiriryhmien tulisi olla melko suuria: kymmeniä eläimiä sekä kontrolliryhmässä että koeryhmässä. Yhdysvalloissa on erillinen valtion ohjelma tällaisille kokeille, jota tukee terveysministeriö,koska yhdellä laboratoriolla ei ole varaa siihen. Joten eläinkokeiden suhteen me häviämme, mutta vahvuutemme on matematiikassa ja tietotekniikassa. Siksi on erittäin tärkeää jatkaa tällaisten asiantuntijoiden koulutuksen ja työn tukemista. Yleensä tieteellä ei tällä hetkellä ole alueellisia rajoja. Joten torjumme ikääntymistä, me kaikki teemme yhteisen asian.
Kirjoittaja: Ekaterina Erokhina
