Партнерский проект

Как ученые борются со старением

Разбор самых популярных научных теорий

Если мы считаем старение преступлением против человечества, то оно было совершено организованной группировкой. Чтобы ответить на вопрос «Кто виноват?», придется изучить внушительный список подозреваемых: от мутации в ДНК до свободных радикалов. Есть множество теорий, и на их основе ученые пытаются по-разному вмешиваться в процесс старения. Вместе с сервисом Budu, который помогает компаниям управлять здоровьем коллектива, разбираемся, как исследователи надеются повернуть время вспять. Это не единственный материал в рамках спецпроекта «Ъ» и Budu — еще больше интересных текстов тут.

Ослабленный иммунитет, мыши и дрожжи

Последователи теории квазипрограммы считают, что в старении виновата неспособность организма переключать энергетический обмен так, чтобы он соответствовал потребностям тела людей старшего возраста. Под подозрением белки, которые участвуют во внутриклеточном обмене веществ. Особый интерес исследователей вызывает белок mTOR, он регулирует метаболизм глюкозы и способствует синтезу других белков. mTOR полезен для молодого и развивающегося организма, но когда расти уже не нужно, он может приносить вред. Этот белок ослабляет некоторые антивозрастные процессы, например притормаживает аутофагию — процесс самопереваривания клетками отработанных и поврежденных органеллКомпоненты клетки, которые помогают ей поддерживать жизнедеятельность, например митохондрии, аппарат Гольджи, клеточное ядро и другие. и других белков. С помощью аутофагии организм словно бы сбрасывает ненужный балласт, но активный mTOR мешает клеткам нормально расти и развиваться. mTOR также ослабляет активность FOXO3 — белка, который участвует в ответах на повреждающие воздействия (например, запускает процессы починки ДНК или включает детоксикацию, когда накапливаются активные формы кислородаОсобые молекулы кислорода, которые участвуют в регуляции многих процессов в клетке, например влияют на ее скорость деления. Но они же могут повреждать клеточные структуры, если концентрация активных форм кислорода не будет снижаться благодаря антиоксидантам.).

Эксперименты демонстрируют, что мыши живут дольше, если в их mTOR внести мутацию, которая заставит его хуже работать. Кроме того, приглушить mTOR можно иммуносупрессоромВещество, подавляющее иммунный ответ. Для этого используют препарат рапамицин или его аналоги (рапалоги). Например, в одном исследовании у мышей, накормленных рапамицином, ожидаемая продолжительность жизни выросла на 60%. Схожие эффекты по увеличению длительности жизни были показаны на дрожжах, нематодах и плодовых мушках. Звучит обнадеживающе, и потому ученым хочется проверить, сработают ли препараты на людях. Но старение сейчас, строго говоря, не считают болезнью. Из-за этого сложно провести клинические испытанияИсследования, которые проводятся, чтобы оценить эффективность и безопасность новых препаратов, медицинских устройств или других методов лечения, профилактики и диагностики болезней. Они проводятся лишь после получения одобрения от органа здравоохранения и/или Комитета по этике. Старение не относится к болезням, а значит, определить риск и пользу для отдельного человека сложно, поэтому мало шансов получить одобрение на такое исследование рапамицина и оценить его действие на старение в целом. Но можно проверить эффективность метода на ряде заболеваний, характерных для людей старшего возраста.

Так, рапамицин и рапалоги сейчас находятся на стадии доклинических испытаний для лечения болезни Альцгеймера на ранних стадиях, болезни Паркинсона, гипертрофии сердца. Пока лекарства все еще испытывают на животных моделяхЖивотные, которые имеют похожие на человеческие врожденные или приобретенные заболевания. Поэтому их используют, исследуя эти болезни и способы лечения, ученым еще только предстоит узнать, эффективно ли это средство для людей, и оценить, превышает ли польза возможные риски. А они определенно есть. Рапамицин, как и все иммуносупрессоры, подавляет иммунный ответ, то есть организм становится, например, уязвимее для инфекций. Сегодня известно, что на фоне приема рапамицина может повышаться артериальное давление, могут возникать инфекции верхних дыхательных путей, внутренние кровотечения и другие нежелательные реакции. Но ученые не знают, к каким последствиям для здоровья может привести длительный прием рапалогов, поскольку таких исследований нет. Поэтому пока рано говорить, что эликсир молодости найден.

И жили они долго… но голодно

Приглушить mTOR можно не только с помощью лекарств. Так как mTOR активируется аминокислотами«Строительные материалы», из которых состоят все белки в организме, на низкобелковой диете его активность падает. Например, в одном исследовании мыши на диете с низким — от 5% до 15% — содержанием белка живут до 150 недель, а те, в чьем рационе 50% белка, доживают только до 100 недель. В другом эксперименте грызунам давали корм, в котором было меньше разветвленных аминокислот (изолейцина, лейцина и валина). В результате у них росло метаболическое здоровье — например, уменьшалось избыточное количество висцеральной жировой ткани вокруг органов в брюшной полости.

Другой диетический ответ старению — интервальное голодание. У грызунов голодание в течение 24 часов через день или два раза в неделю увеличивает продолжительность жизни до 30% (независимо от количества еды, которую они съедают обычно, или потери веса). Почему так происходит? На животных и клеточных моделях показано, что голодание запускает FOXO, который, как мы говорили, чинит ДНК и помогает организму сражаться с токсичными формами кислорода. Помимо этого, включаются процессы самопереваривания клетки, в том числе утилизация митохондрий. То есть клетка избавляется от своей плохо работающей энергетической станции до того, как она успеет отравить все вокруг свободными радикалами. Голодание также уменьшает воспаление и запускает нейротрофические факторы BDNF и FGF2 — вещества, которые поддерживают и подпитывают нейроны мозга.

Однако сильные ограничения в питании могут приводить и к плохим последствиям для здоровья. Нехватка калорий, витаминов и минералов может вызывать аменорею, бесплодие, саркопению, остеопороз и ослаблять иммунную систему. Кроме того, исследований голодания немного, в них участвуют небольшие группы людей, и продолжаются они, как правило, не более 8–12 недель. Этого недостаточно, чтобы подтвердить причинно-следственную связь между голоданием и более долгой жизнью. Поэтому экспериментировать с голоданием на себе все же не стоит.

Пока ученые ищут способы побороть старение, сервис Budu помогает компаниям сохранить здоровье коллектива. Приложение Budu дает сотрудникам компании возможность консультироваться с врачами онлайн, задавать специалистам вопросы в чате и предоставляет много других возможностей контролировать свое здоровье.

Микробиота молодая и старая

НутригеронтологияДисциплина, которая изучает возможность вмешиваться в процессы старения с помощью определенного рациона, диет помогает изучать еще одну возможную причину старения организма — изменения в микробиотеСообщество микроорганизмов (бактерий, вирусов, одноклеточных грибов и т. п.) вместе с их геномом, которые обитают в какой-то определенной среде, например в кишечнике человека. Иногда вместо термина «микробиота» могут использовать термины «микробиом» или «микрофлора». Можно сказать, что это невидимый орган, который влияет на метаболизм, иммунную систему и здоровье их хозяина. Например, пересадите кишечную микробиоту от тучного человека к лабораторной «стерильной» мышиЭто грызуны, которые с рождения живут в специальных лабораторных условиях, где они не сталкиваются с микробами, поэтому у них нет микробиоты, и она наберет вес. Похоже, что сообщество микроорганизмов кишечника также может вносить вклад в процесс старения. С возрастом состав микробиоты меняется, а вслед меняются продукты ее метаболизма и ослабевают полезные функции. Раз микробиота способна сделать стройную мышь толстой, можно ли пересадить молодую микробиоту пожилой особи и таким образом ее омолодить? Можно, если это рыбка Нотобранх ФурцераРекордсмен среди позвоночных по скорости полового созревания. В лаборатории они достигают зрелости в 18 дней, а их средняя продолжительность жизни составляет четыре-шесть месяцев. Такая скорость развития позволила использовать их как модельный организм для изучения процессов старения, которая очень мало живет. В одном из экспериментов пересадка молодой микробиоты улучшила здоровье рыб и продлила их жизнь.

Что касается пересадки микробиоты у людей — в настоящий момент процедуру могут применять для лечения антибиотик-ассоциированной диареи и (экспериментально) при воспалительных заболеваниях кишечника, когда обычные лекарства не работают. В остальных случаях трансплантацию не рекомендуют. Уже хотя бы потому, что пересадка сопряжена с рисками (некоторые испытуемые даже умирали из-за развития патогенных бактерий, которые попали в организм при пересадке микробиоты). Чтобы уменьшить риски, трансплантат должен быть тщательно проверен на инфекции и паразитов, нужно проанализировать его бактериальный состав. Все это стоит дорого, но все равно не может гарантировать, что нежелательных последствий не будет.

Однако пользу от микробиоты можно получить даже без трансплантации. Один из ее метаболитовНебольшие молекулы, которые выделяются в процессе «жизнедеятельности» микробиоты и помогают ей влиять на организм хозяина — уролитин, А — существует в виде таблеток. Он продлевает жизнь в экспериментах на крысах и круглых червях C.elegans. А недавно его также испытывали в небольшом двойном слепом плацебо-контролируемом исследовании на людях старшего возраста. В конце эксперимента метаболическое здоровье добровольцев улучшилось: был запущен процесс самопереваривания старых митохондрий — митофагия. Правда, в этом первом клиническом испытании уролитина, А приняли участие всего 36 человек, поэтому сейчас результаты исследований скорее намекают на потенциальные возможности препарата, чем говорят наверняка, что он работает и спасет человечество от старения.

Лимфоциты-мутанты против состарившихся клеток

Еще одна возможная причина старения организма — накопление сенесцентных (состарившихся) клеток. Они не делятся, плохо выполняют свои функции, портят окружающее их межклеточное вещество, способствуют хроническому воспалению, развитию онкологических заболеваний и диабета II типа. При всем этом эти клетки не желают умирать, так как процесс апоптоза — запрограммированной клеточной смерти — у них заблокирован. Данные ряда исследований на модельных животных показывают: если очистить организм от сенесцентных клеток, можно примерно на треть увеличить продолжительность жизни. Для очистки применяют сенолитики — киллеры сенесцентных клеток. Эти препараты иногда используют для лечения онкологических заболеваний из-за некоторого сходства раковых и сенесцентных клеток (например, процесс апоптоза и у тех и у других выключен). К сенолитикам относятся лимфоциты-мутанты CAR-T, которые применяют в качестве иммунотерапии для лечения лейкоза и множественной миеломы. Эти генетически модифицированные Т-лимфоциты несут рецептор, который узнает нужные клетки по определенной молекуле на их поверхности и уничтожает.

В одном исследовании ученые при помощи лимфоцитов-мутантов лечили мышей с фиброзом печени. Терапия сработала: количество сенесцентных клеток в печени уменьшилось. Но большинство сенолитиков могут вызывать серьезные нежелательные реакции. Например, во время лечения может развиться цитокиновый штормТяжелая иммунная реакция из-за быстрого выделения в кровь большого количества цитокинов. К симптомам относятся высокая температура, сильная усталость, тошнота и другие признаки резкой активации иммунной системы, когда из-за иммунной реакции в теле начинают повреждаться органы. Поэтому использовать сенолитики при тяжелом течении рака резонно. Но пытаться таким радикальным методом отсрочить старение у людей — это выбирать, вопреки пословице, из двух зол большее.

Виновато повреждение ДНК

В клетках нашего тела то и дело происходят повреждения ДНК. Именно в этом и кроются причины старения по мнению сторонников теории соматических мутаций. Тут ДНК подпортило ультрафиолетом, там стукнуло активной формой кислорода, где-то цепи ДНК разорвались, а где-то поменялось звено цепочки и так далее. Чтобы починить эти повреждения, в клетках есть система репарацииФункция клеток, помогающая исправлять химические повреждения и разрывы в молекулах ДНК ДНК, но справляется она не всегда. Повреждения могут накапливаться и запускать развитие онкологических заболеваний или программируемую клеточную гибель — апоптоз. Поэтому чем лучше в организме идет починка ДНК, тем больше шансов жить подольше.

Ученые заметили корреляцию: чем лучше организм грызунов умеет чинить двухцепочечные разрывы ДНК, тем дольше животное проживет. В починке участвует, в частности, белок сиртуин 6 (SIRT6). Он «чувствует», что где-то появился разрыв ДНК, и запускает соответствующий повреждению ответ. Особенности белка SIRT6 у грызунов-долгожителей (бобров и голых землекопов), видимо, позволяет им эффективнее чинить ДНК. Однако как влиять на активность и оптимизировать работу SIRT6 у человека, ученые пока не придумали.

Когда клетке не нужен какой-либо ген, она его сматывает и закрепляет молекулярным скотчем — навешивает метильную группу. Напротив, если ей нужно считать ген, получить из него инструкцию для какого-либо белка — метилирование снимается. Узор метилирования ДНК меняется с возрастом: гены, которые работали в молодости, бездействуют, а гены «дряхления» просыпаются. Например, от липкого гнета метилирования освобождаются транспозоны — генетические паразиты ДНК, которые не несут никакой информации, но вносят хаос в геном, делают его нестабильным и могут приводить к различным заболеваниям, например раку.

По профилю метилирования ДНК — какие участки генома «молчат», а какие активны — можно определить возраст хозяина. Это так называемые эпигенетические часы, впервые предложенные Стивом Хорватом в 2013 году. Предполагается, что, если в стареющей клетке восстановить эпигенетические маркеры молодости, это приведет к угнетению транспозонов, стабилизирует геном и замедлит старение. В 2019 году ученым впервые удалось повернуть эпигенетическое время вспять в клиническом испытании. За год у девяти здоровых волонтеров, которые получали терапию гормональными средствами и препаратами для лечения диабета, тимус эпигенетически омолодился примерно на полтора-два года. Исследование маленькое, короткое и потому не позволяет делать громких выводов, однако, как все «первое в своем роде», воодушевляет.

Старение долго считалось неизбежным, а попытки с ним бороться принимали за шарлатанство уже в Средневековье (и это понятно, ведь алхимики в те времена вместо обещанного философского камня, способного бороться с болезнями и старостью, смогли открыть фарфор и фосфор, но не эликсир молодости). Однако спустя столетия ученые узнают все больше о процессах старения организма, разрабатывают антиэйдж-методы и проверяют их на животных моделях и в клинических испытаниях. Увы, но сегодня все методы имеют свои ограничения. Некоторые из них проверяли лишь на животных, другие изучали лишь на небольших группах людей короткое время. Нужно больше исследований, чтобы подтвердить их безопасность и эффективность в борьбе со старением. БиохакерыЛюди, которые пытаются самостоятельно улучшить свой организм с помощью устройств или биохимических веществ бросаются в авангард этой битвы: они экспериментируют с лекарствами, голоданием и пытаются повлиять на свой организм другими способами, которые могут негативно сказаться на здоровье. Хотя уже сейчас мы знаем про более безопасные методы оставаться здоровым как можно дольше и жить активной жизнью — физическую нагрузку, разнообразное питание, здоровый сон и снижение стресса.

Budu предлагает компаниям усовершенствованные медицинские осмотры, которые помогают HR-специалисту узнать больше о здоровье сотрудников и эффективно предотвращать возможные проблемы. Например, ввести систему поощрения для тех, кто бросил курить, или организовать перерывы на физическую активность. Специалисты Budu также разбираются в том, как подавать списки в Роспотребнадзор и общаться с центрами профпатологии, предоставляют аналитические отчеты и т. д. Сервис следит за тем, чтобы медицинские осмотры проводили лишь проверенные и лицензированные клиники, которые ответственно относятся к своей работе, а весь процесс соответствовал нормативно-правовым актам РФ. Кроме того, записать сотрудника на медосмотр можно через удобный личный кабинет.

Материал подготовлен контент-бюро «Продано!»

16+

Возможны противопоказания, необходима консультация специалиста