Som vetenskapen föreslår att skjuta upp döden.
När åldrande erkänns som en sjukdom, vilka gener som är förknippade med det, finns det en gräns för livslängd och hur farlig biohacking är - i en intervju med en av vinnarna i tävlingen”Årets upptäckt”, Alexander Tyshkovsky.
I december höll RU och projektet”Jag är i vetenskap” en tävling för de bästa forskningen för ryska forskare för året”Årets upptäckt”. Enligt resultaten av experternas omröstning var en av vinnarna i ungdomarnas nominering av tävlingen en äldre forskare vid Laboratory of Systems Biology of Aging, Research Institute of Physical Chemistry, Moscow State University MV Lomonosov och Harvard Medical School Alexander Tyshkovsky med en artikel om de molekylära mekanismerna för livförlängning i cellmetabolism. Vi pratade med honom om kärnan i upptäckten han gjorde med sina kollegor - men inte bara.
Alexander, berätta om din forskning. Så vitt jag förstår tog du de välkända metoderna för att förlänga liv och tittade på hur exakt på molekylnivå de påverkar musen. Vad hittade du?
- Vår huvuduppgift var att förstå om metoderna för livförlängning har några vanliga mekanismer. Hittills är mer än 20 olika sätt att öka livslängden hos djur redan kända - det är olika dieter (till exempel kalorifattigt) och läkemedel (till exempel rapamycin) och några genetiska påverkningar. Bland de senare är en av de mest kända en mutation som leder till brist på tillväxthormon. Som ett resultat erhålls dvärgmöss, men det räcker redan för att de ska leva en och en halv gång längre än vanliga. I vårt arbete såg vi efter molekylära mekanismer som är gemensamma för alla dessa metoder. För att göra detta utsatte vi mössen för olika påverkan och mätte deras genaktivitet efter några månader. Vi var intresserade av hur arbetet med gener har förändrats under påverkan av den här eller den metoden för att förlänga livet. Det visade sigaktiviteten för cirka 300 gener förändras faktiskt på liknande sätt, oavsett typ av exponering. Dessutom är det känt att olika metoder förlänger liv i varierande grad: kost, till exempel med cirka 30%, tillväxthormonbrist - med 50%, läkemedel - med bara 10–20%. Vi fann att aktiviteten hos vissa gener är relaterad till i vilken utsträckning en viss exponering kommer att öka livslängden för ett djur. Det vill säga, ju mer aktiv genen är, desto längre kommer den genomsnittliga musen att leva, och vice versa. Det visar sig att de hittade biomarkörerna gör det möjligt att bedöma inte bara att effekten kommer att vara effektiv i princip, utan också att dra en slutsats om hur mycket den kommer att öka livslängden.tillväxthormonbrist - med 50%, läkemedel - med endast 10–20%. Vi fann att aktiviteten hos vissa gener är relaterad till i vilken utsträckning en viss exponering kommer att öka livslängden för ett djur. Det vill säga, ju mer aktiv genen är, desto längre kommer den genomsnittliga musen att leva, och vice versa. Det visar sig att de hittade biomarkörerna gör det möjligt att bedöma inte bara att effekten kommer att vara effektiv i princip, utan också att dra en slutsats om hur mycket den kommer att öka livslängden.tillväxthormonbrist - med 50%, läkemedel - med endast 10–20%. Vi fann att aktiviteten hos vissa gener är relaterad till i vilken utsträckning en viss exponering kommer att öka livslängden för ett djur. Det vill säga, ju mer aktiv genen är, desto längre kommer den genomsnittliga musen att leva, och vice versa. Det visar sig att de hittade biomarkörerna gör det möjligt att bedöma inte bara att effekten kommer att vara effektiv i princip, utan också att dra en slutsats om hur mycket den kommer att öka livslängden.men också för att dra en slutsats om hur mycket det kommer att öka livslängden.men också för att dra en slutsats om hur mycket det kommer att öka livslängden.
Vad är exakt dessa gener?
- Det finns flera hundra sådana gener, men många av dem är involverade i samma cellprocesser. Till exempel har många gener som har minskat sin aktivitet varit inblandade i immunsvaret. Intuitivt uppfattas immunsvaret som en användbar mekanism, men med åldern ökar faktiskt aktiviteten hos vissa element i immunsystemet, och kronisk inflammation blir en av faktorerna i utvecklingen av åldersrelaterade sjukdomar. För detta inom vetenskapen finns det till och med en separat term som är inflammatorisk, från orden "inflammation" (inflammation) och "åldrande" (åldrande). Därför är det inte förvånande att livsförlängande behandlingar stänger av generna förknippade med denna process. Å andra sidan såg vi en ökning av aktiviteten hos gener som är involverade i oxidativ fosforylering och glukosmetabolism, det vill säga mottagandet av energi från cellen. Det visades tidigareatt med åldern minskar intensiteten av energimetabolismen hos en mängd djur, inklusive människor. Livslånga behandlingar bromsar denna process.
Hur hjälper dina resultat att hitta nya sätt att förlänga livet?
Kampanjvideo:
- Förenkling av sökandet efter nya sätt att förlänga livet är huvudmålet för vårt arbete. I dag är det nödvändigt att vänta på döden hos djur som får denna effekt och se hur länge de lever i jämförelse med vanliga möss för att bevisa effekten av denna eller den effekten på mössens livslängd. Och de lever upp till fyra år. Det vill säga, för att testa effektiviteten hos ett läkemedel, måste du mata en stor grupp av möss med det alla dessa år. Detta tar mycket tid och ekonomiska resurser, eftersom vissa läkemedel är ganska dyra. Våra resultat tillåter oss att förutsäga effekten av exponering på bara två till tre månader, så snart det påverkar aktiviteten hos biomarkörgener i kroppen. Vi kommer att kunna mäta det och bedöma om livslängden kommer att öka. Detta tillvägagångssätt gör det möjligt att avsevärt påskynda och minska kostnaderna för sökandet efter nya influenser. Vi testar för närvarande cirka tio av våra förutsagda läkemedel för livslängd hos äldre möss. Jag kan inte dra slutsatser ännu, eftersom experimentet inte är klart ännu, men redan i detta skede ser vi märkbara resultat.
Varför är du alls intresserad av ämnet livförlängning?
- Ärligt talat, jag har aldrig tänkt på hur det hände. Jag tror att det finns två faktorer här. För det första är jag mycket intresserad av bioinformatik och i allmänhet tillämpningen av matematiska metoder i biologi. Åldring är en process där alla kroppssystem är involverade, det finns ingen switch som skulle utlösa det. Och det är i studien av åldrande mekanismer som det är mest optimalt att använda en systemansats, och därmed bioinformatik. För det andra, enligt min mening, är åldrande ett av de största problemen för mänskligheten i dag. Av de tio dödsfallen på jorden orsakas varje sjunde av åldersrelaterade sjukdomar: hjärt-kärlsjukdomar, cancer, typ 2-diabetes, demens, och så vidare. Så detta är den främsta hälsoproblemen, och genom att forska åldrande arbetar vi i huvudsak för att rädda liv.
Finns det nu en etablerad åsikt i ditt område om hur människans livslängd är begränsad? Det tros att gränsen redan har uppnåtts
- Det finns inget exakt svar på den här frågan än. Den officiella rekorden är nu 122 år, och det finns hundraåringar som har levt i mer än 115 år. Uppenbarligen är cirka 120 år den nuvarande gränsen som en person kan nå med tanke på det nuvarande sjukvårdssystemet, hälsosam livsstil och så vidare. Med någon form av läkemedel och genetiska manipulationer som förlänger djurens livslängd kommer vi förmodligen att kunna öka den genomsnittliga livslängden hos människor. Huruvida vi kommer att kunna höja det maximala på detta sätt är en svår fråga. Vi har några teoretiska studier som visar att åtminstone upp till 150 år verkar det fungera. Huruvida det är möjligt att förlänga livet ytterligare är en öppen fråga. Naturligtvis inspirerar exempel på däggdjur som lever mer än 200 år, som valar, optimism. Men kan en man leva 200 årutan att förvandlas till en val medan du förblir mänsklig? Med andra ord, kan vi öka vår livslängd betydligt utan att ändra nyckelfunktionerna i vår kropps struktur och fysiologi? Det finns inget svar än.
Är forskarnas insatser inriktade på åldrande i allmänhet som ett problem som mänskligheten kommer att lösa någon gång i framtiden, eller på enskilda åldersrelaterade sjukdomar som behandling krävs nu?
- Båda metoderna tillämpas. Vissa grupper fokuserar på specifika åldersrelaterade sjukdomar, av vilka några är mer populära och mindre populära. Till exempel, tillsammans med kampen mot cancer, kommer nu studien av neurodegenerativa sjukdomar, inklusive Alzheimers sjukdom, fram. Hittills finns det inte ett enda bevisat läkemedel mot det hos människor. Med rätt livsstil kan vi minska risken för sjukdomen något, men om den redan har inträffat fungerar den inte för att stoppa eller ens bromsa utvecklingen. Därför investeras stora ansträngningar för att lösa detta problem.
Vårt laboratories strategi är något annorlunda. Istället för att bekämpa varje sjukdom separat kan du utforska deras vanliga mekanismer för förekomst och agera mot dem. Neurodegenerativa sjukdomar, hjärt-kärlsjukdomar och till och med cancer har vanliga rotorsaker - ansamling av vissa skador i olika kroppssystem. Vi ser att risken för att utveckla alla dessa sjukdomar ökar med mycket liknande dynamik. Och oftast, genom att bromsa ansamlingen av skador på ett eller annat sätt, minskar vi risken för att utveckla de flesta åldersrelaterade sjukdomar. Vårt arbete syftar till att hitta just en så komplex lösning - att hantera grundorsakerna, inte konsekvenserna.
Det vill säga, om påverkningar som liknar dem som nu förlänger livslängden för försöksdjur så småningom appliceras på människor, kommer de att bromsa utvecklingen av alla dessa sjukdomar eller vända dem?
- Mer troligt att bromsa ansamlingen av skador och försena uppkomsten av sådana sjukdomar - detta är effekten av de mest studerade effekterna hittills.
Och vilken av dessa effekter är närmast att appliceras på människor?
- Läkemedel, eftersom detta är den enklaste behandlingsmetoden. Bland dem finns några lovande antidiabetika, som läkemedlen akarbos och metformin. De är främst bra med få biverkningar. Dessutom finns det redan studier på patienter med typ 2-diabetes, som visade att patienter som tog metformin i genomsnitt levde ännu längre än friska människor utan diabetes. Metformin har också gynnsamma effekter hos djur. Det förlänger inte alltid deras liv, men minskar åtminstone risken för att utveckla åldersrelaterade sjukdomar. Det är en lovande kandidat, och förra året tillkännagavs de första kliniska studierna av metformin i USA som ett botemedel mot åldrande, inte diabetes. De kommer att ta ungefär sex år och kommer att hållas på tre tusen personer över 50 år,olika fysiologiska indikatorer kommer att mätas. Detta är ett viktigt prejudikat eftersom det först är de första kliniska prövningarna av ett anti-aging-läkemedel hos människor. Och för det andra, sådana test närmar dagen när myndigheters myndigheter erkänner åldrande som en sjukdom. Tills det händer kan inget läkemedelsföretag släppa ett anti-aging-läkemedel för friska människor.
Vilken av de befintliga typerna av påverkan ser mer lovande ut för människor?
- Om vi pratar om de viktigaste trenderna i kampen mot åldrande, skulle jag ta fram två huvudsakliga strategier. Den första är att bromsa åldrandet, vilket vi redan har talat om. Och droger ger tyvärr den minsta effekten, bedömer av mössen. I dag är det högsta som läkemedel kan göra att öka livslängden med 20%. Till och med en kalorifattig diet ger upp till 30%. Det mest effektiva sättet att bromsa åldrande hos djur är genom genetisk manipulation. Men det är tydligt att när det gäller människor är detta den minst tillämpliga metoden, eftersom genomredigeringsteknologier är i förberedande tillstånd och ännu inte är redo att användas hos människor, särskilt när det gäller profylaktisk användning. Så befintliga anti-aging-tekniker kommer sannolikt att bidra till att öka hälsosam livslängd.men kommer inte att ge ett allvarligt hopp i förväntad livslängd.
Det andra tillvägagångssättet är inte att bromsa ansamlingen av skador, utan att korrigera dem punktvis när de redan har samlats. Detta är särskilt grunden för Aubrey de Gray och hans organisation SENS. En av de mest populära startups inom detta område är Unity, som utvecklar senolytika, läkemedel som syftar till att selektivt förstöra åldrade celler. Normalt förstör celler som misslyckas med självförstörelse, men ibland händer det inte, och de kvarstår i vävnaderna, även om de inte längre fungerar. Dessutom frisätter dessa celler inflammatoriska faktorer, som kan utlösa ett immunsvar och kronisk inflammation. Dessa celler kallas senescent eller åldriga celler. Och det finns en hypotes om att det vore trevligt att ta bort sådana celler. Detta är vad senolytiker gör. I experiment på möss förlängde de livslängden med cirka 10-15%. Hos människor passerar sådana läkemedel endast de första stadierna i kliniska prövningar, och det är för tidigt att prata om en verklig effekt. Men om det fungerar kommer det också att vara ett av alternativen.
Sammantaget, enligt min mening, ligger vår fördel i det faktum att det finns många tekniker inom området för antimaging, och vi behöver inte var och en av dem för att fungera. Det räcker med att minst ett fåtal är effektiva, och det räcker redan för att förlänga ditt liv lite. Och under denna tid kan nya, mer effektiva metoder för terapi dyka upp.
Hur tycker du om biohackare som bara inte vill vänta tills något garanteras att fungera och försöker på sig otillräckligt beprövade metoder? Finns det något forskares ansvar här?
- Du måste förstå att de flesta vetenskapliga experiment på effektiviteten hos en eller annan behandlingsmetod utförs på djur, och inte alltid vad som fungerar på möss fungerar på människor. Forskare upptäcker nya möjligheter, och deras tillämpningar på människor undersöks av läkare efter att kliniska studier har slutförts. Därför är en forskares ansvar att varna människor att hittills denna eller den här metoden inte har testats på en person. Och så vitt jag vet försöker de flesta forskare att göra detta. Och huruvida att tillämpa den här eller den metoden är ett individuellt beslut av alla, som alla är ansvariga för sig själv.
Faktum är att många av de tekniker som biohackare använder är klassiska välkända metoder för en hälsosam livsstil som har visat sig vara effektiva hos människor. Till exempel, vid måttlig träning och en kalorifattig diet, är det inget fel om du inte går för långt: tappa inte kroppen med hunger, inte överge kolhydrater och så vidare. I andra fall, när effekten av detta eller det synsättet på en person inte har bevisats, är det viktigaste att noggrant väga alla fördelar och risker. Till exempel har grönt te visat några geroprotektiva egenskaper i djurförsök. I synnerhet minskade det risken för att utveckla neurodegenerativa sjukdomar och var förknippad med låg dödlighet hos människor. Det har inga allvarliga biverkningar, så jag ser inte något farligt när jag tar grönt te: det kanske inte förlänger ditt liv,men det kommer inte att finnas någon uppenbar skada av det heller. Och när det gäller mer riskfylld exponering med märkbara biverkningar är detta redan värt att överväga. Men de flesta läkemedel som ökar livslängden för djur säljs idag endast med recept, så i vissa fall har staten redan tänkt på dig.
Vad fick dig att börja popularisera vetenskap?
- Jag tror att en av forskarnas huvuduppgifter är att berätta för människor om forskning, först och främst om sina egna. För om en forskare inte gör det, kommer någon annan att göra det. Och då kan studien skaffa sig en mängd ogrundade tolkningar, slutsatser och så vidare. Åldrande område i detta avseende är ett utmärkt exempel, eftersom det alltid har funnits många myter i det, som inte erbjöds människor som en fontän för evig ungdom. Därför är det särskilt viktigt att prata om verklig forskning, om vad som har en bevisbasis. Ja, och jag är själv alltid intresserad av att uppträda framför människor, så populära vetenskapliga tal är ett bra sätt för mig att kombinera affärer med nöje.
Tar föreläsningar och filmning mycket tid?
- Mer och mer. Å ena sidan är detta bra, å andra sidan blir det allt svårare att kombinera detta med vetenskap. Med föreläsningar i den meningen är det lättare, eftersom de inte behöver skrivas om varje gång, det räcker att komplettera dem med ny forskning utan att ändra huvudinnehållet. Video är svårare eftersom varje video behöver nytt material. Men nu expanderar vårt team, nya människor kommer, och jag hoppas att detta kommer att hjälpa oss att göra mer intressant arbete.
Vår tävling kallades "Årets upptäckt", och vilka av de senaste upptäckterna inom ditt område överraskade dig mest, verkade som nyheter från science fiction-världen?
- Jag blev förvånad över en studie förra året där forskare för första gången lyckades 3D-trycka ett helt mänskligt hjärta från patientens egna celler. Det var, det är sant, storleken på en kanin, men anatomiskt upprepade den människan fullständigt. Detta ämne är långt ifrån vårt laboratorium, men det inspirerade mig. Cellerna som blev "bläck" för skrivaren erhölls från mänsklig fettvävnad, transformerades till inducerade pluripotenta stamceller och sedan till celler i muskelvävnad och blodkärlsväggar. Till och med för 15 år sedan var det omöjligt att föreställa sig tryckning av hela organ, och inom en snar framtid kan detta vara av stor betydelse för transplantologi - det kommer att möjliggöra transplantation mycket snabbt, inte att vänta på ett lämpligt givarorgan och att undvika problem med immunsvaret.
Hur kan du bedöma forskningsnivån inom ditt område i Ryssland jämfört med världens ledande team? Var är ryska forskare starka och var ligger de efter?
- Vi har en mycket bra skola för bioinformatik. Fakulteten för bioingenjörer och bioinformatik vid Moskva State University, som jag tog examen från, förbereder specialister inom detta område och riktigt starka. Det verkar för mig att Ryssland är ett av de ledande länderna på detta område. Det finns svårigheter i experimentell biologi, och de är främst förknippade med de höga kostnaderna för experiment på djur. Inom åldrandet kräver de särskilt stora resurser. Som vi diskuterade kräver det att testa ett läkemedel för livförlängning hos möss att ge det varje dag i cirka fyra år. Och droger är dyra, och mössgrupperna bör vara ganska stora: dussintals djur i både kontroll- och experimentgrupper. I USA finns det ett separat statligt program för sådana experiment, sponsrade av Department of Health,eftersom inget laboratorium har råd med det. Så när det gäller djurförsök förlorar vi, men vår starka poäng är inom matematik och datavetenskap. Därför är det mycket viktigt att fortsätta att stödja utbildning och arbete för sådana specialister. I allmänhet har vetenskapen idag inga territoriella gränser. Så i kampen mot åldrande gör vi alla en vanlig sak.
Författare: Ekaterina Erokhina
