Гэтыя адкрыцці могуць стаць сапраўды прарыўнымі ў дасягненні даўгалецця
Апошнія навуковыя даследаванні паказалі, што кантраляванае амаладжэнне клетак можа стаць асновай новай медыцыны.
Чаму дзеці нараджаюцца маладымі? Гэта здаецца відавочным, але з пункту гледжання біялогіі пытанне не такое простае. Клеткі, з якіх узнікае новае жыццё, не новыя. Яйцаклеткі ў жанчыны закладзены яшчэ да яе нараджэння, а сперматазоід, які злучаецца з яйцаклеткай, утвараючы зіготу, нясе на сабе сляды ўзросту мужчыны. Лагічна было б чакаць, што і эмбрыён будзе мець прыкметы старэння.
І сапраўды, спачатку так і ёсць. Але потым адбываецца нечаканы працэс: клеткі нібыта «перазагружаюцца», скідваюць назапашаныя пашкоджанні і прыкладна праз два тыдні вяртаюцца да стану поўнай маладосці — своеасаблівага «нулявога ўзроўню».
Навукоўцы называюць гэта натуральным амаладжэннем, і многія з іх вераць, што менавіта яно можа стаць ключом да трансфармацыі таго, як доўга і наколькі якасна мы жывём. Ёсць надзея, што ўрэшце яны змогуць выкарыстаць гэты працэс для лячэння сотняў хвароб, падаўжэння жыцця на дзесяцігоддзі і нават поўнага спынення старэння — ад лячэння хвароб да запаволення старэння. З падрабязнасцямі знаёміць The New York Times.
Першыя адкрыцці
Гісторыя сучасных даследаванняў пачалася ў 1993 годзе, калі Сінція Кеньён з Каліфарнійскага ўніверсітэта ў Сан-Францыска даказала, што маніпуляцыя ўсяго адным генам можа ўдвая падоўжыць жыццё круглага чарвяка. Гэта адкрыццё спарадзіла гіганцкую індустрыю з абаротам у 20 трыльёнаў даляраў, дзе сёння суседнічаюць сумнеўныя біядабаўкі і фундаментальныя распрацоўкі.
Сапраўдны прарыў адбыўся ў 2006 годзе, калі японец Шын'я Яманака вызначыў чатыры гены, актыўныя на ранніх стадыях эмбрыянальнага развіцця. Ён увёў іх у клеткі скуры старых мышэй у кубку Петры і стаў чакаць. На працягу двух тыдняў клеткі скуры трансфармаваліся, ператвараючыся ў нешта блізкае да эмбрыянальных ствалавых клетак — яны нібы рухаліся назад у часе да свайго маленства.
Адкрыццё сілы гэтых чатырох генаў, цяпер вядомых як «фактары Яманакі», прынесла вучонаму Нобелеўскую прэмію ў 2012 годзе, але тады не было відавочна, што яны стануць вырашальнымі для даследаванняў даўгалецця. Нягледзячы на важнасць працы, навукоўцы разумелі, што прымяненне гэтых фактараў да людзей можа быць рызыкоўным.
Першая спроба лячыць мышэй фактарамі Яманакі скончылася біялагічнай катастрофай. Мануэль Серана ў Іспаніі зафіксаваў, што замест амаладжэння ў мышэй пачалі масава расці тэратомы — пухліны, якія складаюцца з кавалачкаў тканак валасоў, зубоў і скуры.
Вырашальны крок да бяспечнага выкарыстання сілы «фактараў Яманакі» зрабіў Хуан Карлас Іспісуа Бельмонтэ з Інстытута Салка ў Сан-Дыега (ЗША). Ён зыходзіў з разумення таго, як менавіта старэюць клеткі. Справа не столькі ў самой ДНК, колькі ў эпігенетыцы — сістэме «надбудовы» над ДНК, якая кіруе працай генаў. Сам генетычны код у нас амаль не змяняецца, але існуюць спецыяльныя малекулы, якія як бы «ўключаюць» або «выключаюць» розныя гены і вызначаюць, якой стане клетка — напрыклад, клеткай сэрца, лёгкіх ці скуры.
З узростам гэтая сістэма пачынае даваць збоі. Пад уплывам асяроддзя — ежы, стрэсу, сонца — частка гэтых «налад» збіваецца: клеткі горш «чуюць» інструкцыі і пачынаюць працаваць не так, як трэба. Паводле адной з галоўных тэорый, менавіта гэта і прыводзіць да старэння і хвароб.
Бельмонтэ выказаў гіпотэзу: калі акуратна «падправіць» гэтыя эпігенетычныя збоі, клеткі можна вярнуць у больш малады стан. Але не да стану «немаўляці» — бо гэта небяспечна, — а толькі да ўзроўню «падлетка», калі яны ўжо сфармаваныя, але яшчэ здаровыя і эфектыўныя.
У сваім знакамітым даследаванні 2016 года ён прымяніў так званае перарывістае перапраграмаванне: уключаў «фактары Яманакі» толькі на два дні, пасля чаго даваў арганізму пяць дзён адпачынку. Гэта дазваляла клеткам пачаць амаладжэнне, але не губляць сваю функцыю.
Вынік быў нечуваным: генетычна старыя мышы не толькі пражылі на 30% даўжэй, але і прыкметна змяніліся. Раней слабыя, яны сталі больш энергічнымі, іх поўсць зрабілася гусцейшай і цямнейшай, а сэрцы — мацнейшымі.
Сучасныя распрацоўкі
Гэта даследаванне стала падмуркам для некалькіх біятэхналагічных кампаній, якія сканцэнтраваліся на пошуку метадаў амаладжэння. Самога Іспісуа Бельмонтэ і большую частку яго каманды з Інстытута Салка перацягнула да сябе Altos Labs — закрытая біятэхналагічная кампанія, якую, паводле паведамленняў, падтрымліваюць Джэф Безас і інвестар Юрый Мільнер. З інвестыцыямі ў 3 мільярды долараў на момант заснавання ў 2022 годзе Altos лічыцца найбуйнейшым стартапам у гісторыі біятэхналогій.
У Altos Labs Іспісуа Бельмонтэ і яго каманда выкарыстоўваюць штучны інтэлект для стварэння віртуальных мадэляў клетак і вывучаюць, як спыніць фіброз тканак. Пра дасягненні Altos Labs пакуль гавораць вельмі асцярожна. У лабараторыі ўжо ўдаецца амаладжаць асобныя клеткі — напрыклад, клеткі скуры з дапамогай новай формулы, якая адрозніваецца ад «фактараў Яманакі». Апошнія цяпер разглядаюцца толькі як адзін з магчымых інструментаў.
Altos Labs разам з некалькімі іншымі біятэхналагічнымі стартапамі фактычна спаборнічае ў тым, каб знайсці найлепшы і найбольш бяспечны метад. Асноўны фокус — на жыццёва важных органах, якія старэюць першымі: нырках, сэрцы і печані. Ідэя ў тым, што калі ўдасца своечасова «падрамантаваць» самы ўразлівы орган, можна значна падоўжыць перыяд здаровага жыцця. У ідэале арганізм будзе старэць больш раўнамерна, без доўгага перыяду цяжкай дэградацыі.
Ключавой вобласцю ўвагі Altos з’яўляецца мозг. Па словах выканаўчага дырэктара кампаніі Хэла Бэрана, падаўжэнне жыцця не мае сэнсу, калі яно суправаджаецца дэменцыяй. Таму адна з галоўных задач — знайсці спосаб захаваць функцыі мозгу і пазбегнуць такіх хвароб, як, напрыклад, Альцгеймер.
Нягледзячы на ўсе рэсурсы Altos, лабараторыя, якая прасунула амаладжэнне далей за ўсіх на гэты момант, знаходзіцца ў Гарвардзе. Ёй кіруе Дэвід Сінклер. Вучоны прасоўвае ідэю, што старэнне адбываецца, калі наша эпігенетыка пачынае «дрэйфаваць», што ўскладняе клеткам доступ да неабходнай інфармацыі — тое, што ён называе «інфармацыйнай тэорыяй старэння».
Вучань Сінклера, Юаньчэн Раян Лу, здолеў амаладзіць аптычныя нервы мышэй, выкарыстаўшы толькі тры фактары Яманакі і выключыўшы чацвёрты ген, які найбольш цесна звязаны з рызыкай раку. Гэтая тэхналогія была паспяхова пратэставана на малпах у лабараторыі на Сэнт-Кітс. Даследчыкі пашкоджвалі аптычныя нервы жывёл лазерам, а затым уводзілі ў іх вочы тыя ж тры фактары Яманакі, якія перазагружалі эпігенетычны код і аднаўлялі функцыі.
Даныя Сінклера аказаліся дастаткова пераканаўчымі, каб перайсці да клінічных выпрабаванняў на людзях. У сакавіку кампанія Life Biosciences пачала першае даследаванне па лячэнні глаўкомы з удзелам групы да 18 чалавек.
Асцярожны аптымізм
Навукоўцы ўспрымаюць гэты крок з асцярожным аптымізмам: рызыкі, у тым ліку звязаныя з ракам, застаюцца, і няўдача можа ўдарыць па ўсёй галіне. Акрамя таго, паспяховае амаладжэнне аднаго органа зусім не азначае, што навукоўцы змогуць бяспечна амаладзіць усё цела.
Унутры навуковай супольнасці ідзе дыскусія пра тое, як правільна падаваць вынікі даследаванняў. Сінклер абяцае «зварот старэння», у той час як выканаўчы дырэктар Altos Labs Хэл Бэран кажа толькі пра «рэгенератыўную медыцыну». Ён лічыць, што ў гэтай галіне чаканні і так занадта завышаныя, і з-за гэтага людзі могуць не ацаніць рэальны прагрэс, калі ён адбудзецца.
Па словах Бэрана, калі б вучоныя знайшлі магчымасць вылечыць увесь рак, гэта дадало б у сярэднім усяго некалькі гадоў жыцця. Таму, калі навукоўцам удасца павялічыць сярэднюю працягласць здаровага жыцця хаця б на тры гады, гэта ўжо будзе супастаўна з такім маштабным дасягненнем. Але Бэран асцерагаецца, што нават значна большы вынік — напрыклад, плюс пяць гадоў — можа быць успрыняты грамадствам як недастатковы.
На гэтым фоне навукоўцы прызнаюць простую рэч: пакуль што адзіны надзейна даказаны спосаб падаўжэння жыцця — гэта фізічная актыўнасць і здаровае харчаванне.
Каментары