Дети, родившиеся через 50 лет, доживут до своего 150-летия. Как это будет
Гильгамеш достает растение вечной жизни с морского дна
Поиск эликсира бессмертия — древнейшая сказка в мире. В прямом смысле. Самая старая письменная история, известная историкам, — «Эпос о Гильгамеше», впервые записанный шумерской клинописью на глиняных табличках около 4000 лет назад на территории современного Ирака. В нем царь Гильгамеш ищет растение, дарующее вечную жизнь. (И находит его, но хитрая змея крадет его прежде, чем он успевает им воспользоваться.)
У каждой цивилизации есть своя версия этой истории. Фонтан Молодости, Философский Камень. Человеческая жизнь коротка, старение и смерть приходят слишком рано, и люди во все времена думали о том, как можно их предотвратить.
Но теперь, впервые в истории человечества, мы начинаем реально понимать некоторые из глубинных процессов, провоцирующих старение. И, что еще более удивительно, у нас появляются знания о том, как можно их замедлить и, возможно, даже полностью отключить.
Эксперты по борьбе со старением говорят, что люди смогут жить до 150 лет, и мы увидим это раньше, чем думаем — осталось пройти буквально еще один шаг. Миллиардеры делают ставку на то, что это может случиться еще при их жизни. Джефф Безос, Юрий Мильнер и другие полгода назад вложили $3 млрд в биотехнологическую компанию Altos Labs, ориентированную на «клеточное омоложение». И в этом месяце у них появился дополнительный повод для оптимизма.
Естественный предел
150 лет — это естественный потолок человеческой жизни, и ученые считают, что дальше этого предела пойти будет нельзя. До 160 лет в ближайший век почти гарантированно не доживет никто. А вот до 145 лет — доживут, более чем вероятно.
Тимофей Пырков, исследователь из сингапурской компании Gero, с коллегами изучили этот «темп старения» по трем большим когортам людей в США, Великобритании и России. Для оценки здоровья исследуемых они проверяли изменение количества клеток крови и число ежедневно пройденных шагов. И разбивали людей по возрастным группам.
Как при подсчете клеток крови, так и при анализе количества шагов картина была одинаковой: по мере увеличения возраста какой-то фактор, помимо болезни, приводил к предсказуемому и постепенному снижению способностей организма. Независимо от того, насколько здоров был человек, как много он двигался, падение по этим двум факторам было неизбежным и строго прогнозируемым.
Когда Пырков и его коллеги в Москве и Буффало использовали этот предсказуемый темп упадка, чтобы определить, когда устойчивость организма полностью исчезнет (что приведет к неминуемой смерти), они обнаружили крайнюю планку — 150 лет. Прочитать их исследование можно тут.
До этого самой старой из когда-либо живших людей была Жанна Кальман, скончавшаяся во Франции в 1997 году в возрасте 122 лет. То есть, до достижения этого теоретического предела запасов человеческого организма нам еще расти и расти.
Жанна Кальман
Прыгнуть выше
Буквально за этот март ситуация в этой сфере стала очень оптимистичной. Пока в одной части света балуются спецоперацией, в другой научились существенно продлевать жизнь. Пока что у мышей.
7 марта в журнале Nature Aging была опубликована статья, в которой ученые подтвердили, что, отключая определенные гены у мышей, можно отсрочить ключевые биологические признаки старения — и, что примечательно, без каких-либо побочных эффектов (см. «факторы Яманаки»).
Другая группа ученых, опубликовавшая результаты своего труда 2 марта в Aging Cell, нашла что-то похожее: они смогли омолодить естественно состарившиеся ткани в мышах за один цикл транзиторного перепрограммирования. Дать четырем ключевым генам в клетке информацию о том, что она новая и молодая — и у неё вдруг пропадает всякое желание умирать. Биомаркеры поджелудочной железы, печени и селезенки у мышей, проживших два-три года, становятся такими, как у пятимесячных.
Две мышки, рожденные в один день
Исследования, проведенные за последний год, позволили увеличить продолжительность жизни самых разных животных, от круглых червей до мышей и плодовых мушек. Для некоторых видов продолжительность жизни увеличилась почти в два раза. Теперь остается только самое рискованное — перенести этот опыт на человека. Такого, по крайней мере публично, не пробовал еще никто.
Как омолодить организм в домашних условиях, без SMS и регистраций
Клетки нашего тела, кроме сперматозоидов и яйцеклеток, все имеют одинаковый геном. ДНК в клетках почек — точно такая же, как в клетках мозга или кожи. Но каждая из клеток занимается разными, своими вещами, они специализированы. Это возможно потому, что каждая клетка «включает» у себя только определенный набор из доступных ей генов.
При этом все клетки в нашем теле первоначально происходят только из двух клеток, сперматозоида и яйцеклетки. Чтобы создать все эти сотни различных типов клеток, в начале нашего развития в наших телах было множество неспециализированных клеток, которые могли стать чем угодно: частью почки, мозгом или кожей. Эти так называемые «плюрипотентные стволовые клетки» — это то, из чего наше тело создает свои различные специализированные части.
Около 15 лет назад ученые обнаружили, что они могут включить определенный набор из четырех генов в любой клетке, и это может побудить эту клетку снова стать стволовой клеткой. Снова вернуться на начальный этап развития, как будто мы находимся в утробе матери. Эти гены, c-Myc, Oct4, Sox2 и Klf4, известны как «факторы Яманаки» в честь их первооткрывателя, японского биолога, лауреата Нобелевской премии Шинья Яманаки.
Эксперименты по изучению того, что произойдет, если вы включите факторы Яманаки, проводятся уже давно, как минимум с 2006 года. Но, к сожалению, если вы включаете их все время — путем генной инженерии мышей, у которых эти гены были бы включены, — это приводит к катастрофе. Мыши умирают разными страшными способами. У них появляются ужасные тератомы, опухоли из волос и зубов. Рак, отказы органов и так далее. Потому что клетки органов не делают то, для чего они были предназначены.
Недавно ученые открыли, что в клетках есть очень точные биологические часы. ДНК состоит из длинной цепочки более мелких молекул, известных как нуклеотиды. Их четыре: С (цитозин), А (аденин), G (гуанин) и Т (тимин).
По мере того, как мы становимся старше, C немного меняется: присоединяется небольшой химический маркер, называемый метильной группой. И, оказывается, оценка количества нуклеотид C в вашем геноме, которые стали метилированными, позволяет определить возраст человека с точностью до трех лет. А у мышей — примерно до трех недель.
Эта точность гораздо выше, чем возрастные прогнозы на основе длины теломер. Оценка по метилированию ДНК — самый точный биомаркер старения, о котором мы знаем. Пока неясно, является ли метилирование причиной старения или просто позволяет нам понимать возраст индивидуума. Но в любом случае это полезно. А длительное включение факторов Яманаки в клетке, доказано, сбрасывает часы метилирования на ноль, то есть клетка становится даже моложе, чем у новорожденного — она становится эмбриональной. Если бы только это не вызывало побочных эффектов…
Эликсир бессмертия
Исследователи из статьи Nature Aging генетически модифицировали мышей так, чтобы факторы Яманаки включались только в присутствии определенного лекарства: антибиотика доксициклина. Затем они попробовали давать мышам доксициклин по разным схемам. И обнаружили, что у мышей, которым давали препарат спорадически — например, в течение двух дней из каждых семи — часы метилирования их ДНК пошли назад. По этому надежному показателю биологического возраста мыши стали моложе. Причем им не пришлось всю жизнь как-то расти с генами в таком состоянии, поэтому ужасных последствий и многочисленных опухолей не наблюдалось.
По косвенным признакам — тому, как долго мыши могут оставаться на беговой дорожке, внешним признакам, состоянию сердца — улучшения тоже получались существенными, обозреваемыми.
Конечно, «перевести такое на людей» — это пока что мечта. Главное препятствие — мыши, на которых проводились эти исследования, были генетически модифицированы. В их клетки была запрограммирована такая реакция на доксициклин. Подобная генная инженерия на людях запрещена почти во всех странах мира. И даже если бы это было разрешено, редактирование ДНК эмбриона не принесло бы никакой пользы для всех тех людей, которые живут сейчас. Как максимум — мы можем создать новое поколение, способное в любой момент, по желанию, запускать обнуление своих биологических часов.
Генная модификация человека тоже всё-таки потихоньку, но происходит. Явление генной терапии было предложено наукой еще с 1970-х годов. Это дало надежду людям, страдающим генетическими заболеваниями, предложив изменять генетический код в клетках реального, существующего человека.
Это гораздо сложнее, чем генная модификация на стадии эмбриона. Требуется редактирование ДНК не в одной или двух клетках, а в миллионах или миллиардах — скажем, с помощью вируса, встраивающего в клетки новый генетический код.
Недавно генотерапия наконец начала давать реальные плоды. В 2017 году в Калифорнии прошла первая в мире процедура по «редактированию» генома взрослого человека прямо внутри его тела. Пациентом стал 44-летний мужчина с синдромом Хантера, до этого из-за болезни перенесший 26 операций. Операция показала успех, и в 2018 году ей подвергли уже 6 пациентов.
Это реально работает. Людей уже начинают лечить от серповидноклеточной анемии, врожденной слепоты и других страшных болезней. Пока что индустрия находится в зачаточном состоянии, но технология уже существует, и дальше она будет только развиваться. Только за последние пять лет генная инженерия совершила несколько новых рывков.
Из фильма «Гаттака»
В итоге у нас есть технология, работающая на человеке, и концепция продления жизни, показавшая реальные успехи в мышах. Осталось их совместить. Ученые из Aging Cell и Nature Aging считают, что омоложение путем перепрограммирования генов станет доступно людям уже в следующие 10–15 лет, возможно даже раньше. Особенно если не будет препятствий со стороны государства и общества.
В программе минимум это может означать, что мы просто замедлим появление различных болезней, вызываемых старением. В программе максимум — что мы сможем останавливать старение и по желанию один раз обращать процесс вспять. В результате средний срок жизни человека повысится почти в два раза. Правда, для этого придется начать подвергать экспериментам нерожденных детей, что очень ставит серьезные этические барьеры на пути процедуры.
Поэтому в ближайшей перспективе первый вариант куда более вероятен. Но даже простое замедление процесса старения и уменьшения числа связанных с возрастом болезней уже было бы огромным делом. За последние 200 лет продолжительность жизни резко увеличилась, с 35–40 лет до примерно 80 сейчас. Но в результате люди и дольше болеют. Они по-прежнему заболевают раком в том же возрасте, у них развиваются хронические заболевания, к которым они предрасположены. Если генотерапия позволит противостоять таким болезням или хотя бы отсрочить их появление, это уже будет гигантским успехом для медицины.
Стоит ли жить вечно?
Каждый раз, когда упоминаются исследования в области борьбы со старением, неизменно возникают два вопроса. Один из них — перенаселение. Что будет с миром, если люди перестанут умирать?
Ученые считают, что это беспокойство сильно преувеличено. И приводят расчеты. Например, ООН говорит, что к 2050 году население мира будет составлять 9,8 миллиарда человек. Если мы вдруг совершим прорыв и полностью вылечим старение к 2025 году (что вообще нереалистично), это число составит 11,5 миллиарда человек. Что всего на 16% больше. Возможно, это немного усложнит борьбу с изменением климата. Но возможность излечить миллионы людей, умирающих от рака или страдающих от болезни Альцгеймера, стоит того.
Второй вопрос состоит в том, что единственными людьми, которые увидят преимущества от этой технологии, будут очень богатые люди. Мол, это поможет только Безосу, Маску и их детям, но точно не нам. Но такое тоже маловероятно. Во-первых, каждая новая технология сначала стоит дорого, а потом становится дешевле. Чтобы получить мощность современного смартфона 30 лет назад нужен был многомиллиардный суперкомпьютер.
Во-вторых, если вы Джефф Безос, вы не захотите принимать самую первую таблетку, которую выпустит Altos Labs. И вторую тоже не захотите. Вместо этого вам нужно будет, чтобы лекарство тщательно протестировали в большом рандомизированном контролируемом исследовании. Желательно на сотни тысяч людей. А если вы хотите провести такое испытание, вам нужно сократить расходы, чтобы каждая доза не стоила по $100 млн. Генная модификация — это не яхта и не суперкар на одного человека, тут потребуются большие испытания.
Так что миллиардеры, которые вкладывают в продление жизни, нуждаются в индустрии, работающей в огромных масштабах. В идеале они хотят стать не первым, а миллионным человеком, принявшим лекарство.
Кроме того, любой прорыв в лечении старения сэкономит системам здравоохранения сотни миллиардов, а возможно, и триллионов в год. Которые можно будет переправить на другие цели.
Ну и, конечно, третье — мы еще не у предела, и о бессмертии сейчас говорить не приходится, только об откладывании старости. Подход, основанный на факторах Яманаки и метилировании, не всеобъятен. Например, можно вспомнить о таком белке, как коллаген — это самый распространенный белок в вашем организме, «строительный материал» соединительных тканей. И по мере того, как вы становитесь старше, его качество меняется. Но он находится вне наших клеток, поэтому омоложение клеток вряд ли сможет помочь с его восстановлением.
Но существуют и другие подходы. В исследованиях все чаще упоминаются рапамицин и метформин (применяется при лечении сахарного диабета 2-го типа). Это два очень многообещающих препарата. У мышей они показали увеличение длительности жизни на 5–14%, при этом начало возрастных заболеваний было отсрочено. Получается, в людях это дало бы +11 лет. На этот год назначены первые испытания этих лекарств на людях — будут проверять, что происходит с биомаркерами, и подбирать нужные дозы.
На протяжении последних 4000 лет человечество мечтало найти способ остановить старение. Нам никогда не удавалось справиться с этим, и от старости до сих пор умирает около 100 000 человек каждый день. Мы смирились с этим и даже рационализировали это как некое благо. Но мы — или, почти наверняка, наши дети — смогут стать первым поколением, увидевшим конец такому «естественному» процессу.
Гильгамеш бы позавидовал.
