Вечная молодость в будущем

Как врачи смогут продлить нашу жизнь и отсрочить приход старости, рассказывает специалист в области геронтологии Алексей Москалёв.

Жизнь в два раза длиннее?

— Увеличение продолжительности жизни реально. В лабораторных исследованиях на животных учёным удавалось продлевать её в несколько раз. Например, у таких примитивных животных, как нематоды и мушки дрозофилы, жизнь удлиняли до 10 раз, у мышей — до 2 раз.

Вероятность воспроизведения подобных эффектов у человека велика, поскольку в экспериментах учёные манипулировали теми генами, которые есть и у человека.

И уже хорошо известно, что именно эти гены и у нас существенно влияют на продолжительность жизни. Об этом говорят исследования геномов супердолгожителей — людей, живущих более 100 лет.

Обнадёживает, что определённого прогресса в исследованиях на мышах удалось добиться только терапевтическими методами — с помощью фармакологических средств жизнь продлевали до 30%, а генной терапией — до 24%. Подобные подходы в случае удачных клинических испытаний можно использовать для профилактики и лечения так называемых возраст-зависимых заболеваний у людей.

Но думаю, главную роль в продлении жизни будут играть не только лекарственные средства или генная терапия. Для этого необходим целый комплекс лечебных и профилактических подходов, который, помимо фармако- и генотерапии, включает ещё клеточную терапию, биоинженерные методы и нанотехнологии.

Не исключено, что потребуется замена некоторых органов новыми, созданными в специальных биореакторах из собственных клеток пациента. Конечно, крайне важно для увеличения продолжительности жизни и поведение самого человека — он должен придерживаться правильного режима активности, отдыха и питания, включая хорошо сбалансированную диету. Давайте более внимательно присмотримся к современным научным подходам к продлению жизни.

Метод 1: генная терапия

С одной стороны, роль наследственности в долголетии среднестатистического человека не очень высока — 25%. С другой, известно, что люди, обладающие наследственным долголетием, живущие 100 и более лет, по своему образу жизни часто ничем особым не выделяются.

Это значит, что особенности их генома позволяют справляться с ошибками и стрессами, связанными с перееданием, гиподинамией, приёмом алкоголя, курением. Таких людей относительно мало, и они пристально изучаются генетиками.

Оказалось, что у них есть особые варианты не одного какого-то гена, а сочетание целого набора генов, отвечающих за разные функции нашего тела — от скорости роста до способности воспринимать запахи и чувство боли. То есть для долгой жизни нужно счастливое сочетание разных генов.

Однако в экспериментах с животными показано, что полезная мутация (изменение) всего в одном определённом гене вполне достаточна, чтобы существенно продлить животному жизнь. И это открывает широкие перспективы перед генной терапией.

Ведь этот метод представляет собой целенаправленные изменения отдельных генов. Сегодня он широко развивается во всём мире, и даже появились уже первые геннотерапевтические препараты.

Например, в 2012 году в Евросоюзе впервые был официально разрешён для практического применения препарат Alipogene tiparvovec для редкой наследственной болезни — недостаточности фермента липопротеинлипазы.

У таких больных в крови резко повышено количество липидов, это приводит к раннему атеросклерозу сосудов и инфарктам и инсультам в возрасте 20–25 лет. Кроме того, у таких больных бывает тяжёлый панкреатит — воспаление поджелудочной железы.

Препарат представляет собой нормальный ген фермента липопротеинлипазы, «упакованный» в практически безвредный для человека вирус. Препарат однократно вводят в организм с помощью инъекции, и вирус встраивает лечебный ген в геном мышечных клеток. В результате чего они начинают производить нормальный фермент в достаточном количестве.

По этому принципу построено большинство средств для генетической терапии. Они очень широко и успешно используются в экспериментах и исследованиях на животных. Немало таких препаратов направлено на усовершенствование генов, связанных со старением организма.

Так, в 2012 году испанские учёные из Национального онкологического научного центра увеличили продолжительность жизни уже взрослых мышей, введя им однократно геннотерапевтический препарат.

Они встроили с помощью вируса в клетки животных ген теломеразы — от активности этого фермента зависит продолжительность жизни. В результате мыши, которым препарат ввели в возрасте одного года, жили на 24% дольше, а лечение, начатое в 2 года, удлиняло жизнь животных на 13%.

Пока генная терапия ещё редко применяется при лечении болезней у человека. Однако на подходе геннотерапевтические препараты для лечения таких болезней, как муковисцидоз, наследственные слепота и глухота.

Они находятся на поздних стадиях клинических испытаний и, возможно, скоро будут зарегистрированы. Следует ожидать появления и новых средств для генной терапии старческих болезней. Технологии для создания генных препаратов, основанных на вирусах, быстро совершенствуются, и они становятся всё более эффективными и безопасными.

И скорее всего, «подправить» геном в пользу долголетия возможно будет не только у будущих поколений людей, но и у ныне живущих. Например, если вы носитель варианта гена, предрасполагающего к старческой дистрофии сетчатки, то в будущем его можно будет локально «подредактировать» и избавить вас от развития данного старческого синдрома.

Метод 2: лекарства от старости

Эффективность генетических методов свидетельствует о том, что продлевать жизнь можно и с помощью фармацевтических препаратов. Ведь учёные могут целенаправленно создавать лекарства, которые будут влиять как на сами гены, так и на регулируемые ими ферменты — препараты будут их активировать или тормозить в зависимости от необходимости.

И кстати, некоторые такие средства уже есть. Одни ещё только изучаются в лабораториях, другие уже активно применяются на практике. Правда, в инструкциях к ним не написано, что их нужно принимать для продления жизни — старение официально не считается болезнью.

Это лекарства для лечения разных заболеваний, часто связанных со старением, но обладающие таким счастливым «побочным эффектом», как продление жизни.

Эти препараты можно создавать целенаправленно: зная структуру фермента, можно под него сделать лекарство, подходящее примерно так же, как ключ к замку. Другой подход — более случайный: перебор (скрининг) огромного количества перспективных для создания лекарств химических соединений.

Они собраны в так называемые «библиотеки»: их проверяют на дрожжах, нематодах, мушках-дрозофилах, мышах. И если есть эффект, исследования продолжают дальше. Всё это очень перспективно, ведь сегодня известно уже более 200 потенциальных геропротекторов — так называют вещества, способные продлевать жизнь.

Метод 3: клеточная терапия

Сегодня уже ясно, что стволовые клетки могут реально способствовать омоложению организма или некоторых его органов. Конечно, в этой сфере много мошенников и злоупотреблений.

Но много и научных прорывов. Уже доказано в серьёзных исследованиях, что введение донорских стволовых клеток в повреждённые участки мозга улучшает состояние пациентов, перенёсших инсульт.

Нет сомнений и в том, что стволовые клетки помогают лечить ишемическую болезнь сердца и повышают выживаемость пациентов с инфарктом миокарда. Всё это классические болезни, связанные с возрастом.

Очень перспективной является комбинация клеточной терапии с применением геропротекторов. Даже кратковременная обработка сердечных стволовых клеток препаратами рапамицином и ресвератролом перед введением их старым мышам, перенёсшим инфаркт, повышает эффективность лечения, а восстановление сердечной мышцы происходит быстрее.

Раньше с применением стволовых клеток были связаны большие этические проблемы, обусловленные использованием эмбриональных клеток из абортивного материала. Но сейчас разработаны методики, позволяющие получить достаточное количество стволовых клеток от самого пациента.

Наверно, проще всего это делать сразу после его рождения — пуповинную кровь младенца можно заморозить в жидком азоте и хранить бесконечно долго, до того времени, когда она понадобится. Сейчас уже есть специализированные банки пуповинной крови, работающие на коммерческой основе.

Но к сожалению, количество получаемых таким образом стволовых клеток не всегда достаточно для лечения возраст-зависимых болезней, а образцы клеток за время хранения часто подвергаются повреждению и бактериальному заражению.

Другой потенциальный источник клеток для восстановления повреждённых и стареющих тканей — мезенхимальные стволовые клетки, сосредоточенные в костном мозге и жировой ткани. Их получают с помощью пункции, а затем размножают в лабораторных условиях, чтобы получить их в достаточном количестве.

Третий способ получения стволовых клеток — перепрограммирование зрелых клеток самого пациента в подобие эмбриональных стволовых клеток. Это очень перспективное направление, и за способ их получения японский учёный Синьей Яманака был удостоен Нобелевской премии.

Использование любых стволовых клеток имеет несколько подводных камней. По-видимому, они могут спровоцировать некоторые виды рака. Кроме того, чтобы стволовые клетки правильно созревали и приводили к регенерации ткани, они должны получать специальные стимулы от самого организма — это особые гормоны, факторы роста, цитокины, сигналы от окружающих клеток.

И этими процессами нужно уметь управлять. Исследования в этом направлении активно ведутся. Без этого эффект стволовых клеток бывает очень кратковременным. А стимуляция развития новых клеток в мозге иногда может способствовать забыванию знаний, полученных в течение жизни.

Метод 4: выращивание и пересадка органов

Теоретически, из эмбриональных стволовых клеток можно вырастить любой орган. Но в реальности для этого нужно решить массу проблем. И как показывает опыт, они достаточно успешно решаются.

Уже сейчас научились выращивать в лабораториях не только хрящевую и кожную ткань, кровеносные сосуды, но и такие полые органы, как мочеточник, мочевой пузырь, матку и влагалище.

Более того, американские учёные в прошлом году уже впервые успешно сделали пересадку влагалища четырём девочкам-подросткам. У них был редкий порок развития этого органа. Влагалище вырастили в лаборатории из собственных клеток пациенток.

Сложнее вырастить такие органы, как сердце, печень или почки. Ещё труднее добиться, чтобы они «срослись» с нервами и сосудами организма. Такие органы имеют более сложную структуру и включают в себя много типов клеток. Н

о в экспериментах получены впечатляющие результаты. В 2010 году из стволовых клеток была собрана мини-селезёнка. Подобным же образом летом 2013 года японские учёные воссоздали ткань человеческой печени и вживили этот миниатюрный орган мыши, в теле которой он пророс кровеносными сосудами и заработал, как настоящая печень. первые создать фрагмент почки из стволовых клеток удалось австралийским учёным осенью 2013 года.

Зимой 2014 года исследователи из Техаса сумели вырастить из стволовых клеток новые лёгкие. В настоящий момент учёные пытаются разработать методику выращивания этих органов столь больших размеров, чтобы их можно было пересаживать человеку.

Ожидается, что искусственно выращенные сложные органы, подобные печени, почкам, сердцу и лёгким, войдут в медицинскую практику в ближайшие 15–20 лет. Чуть позже учёные научатся воссоздавать и регенерировать отдельные структуры головного мозга. Безусловно, замена таких повреждённых органов сможет существенно продлевать жизнь.