Возможности геронауки

Геронаука занимается связью между старением и возрастными заболеваниями. Название образовано от имени греческого бога старости, Гераса. В классической древнегреческой мифологии большинство богов обладают вечно юными, красивыми и крепкими телами, а Гераса, наоборот, изображают дряхлым стариком. Но вместо могучего телосложения Герас – само его имя переводится как «почетный дар» – наделен иными преимуществами. Ведь взамен быстротечной молодости приходят достоинство, мужество, мудрость и опыт.

Поэтому термин «геронаука» представляется вполне удачным, ведь Герас – олицетворение нашего отношения к старости: мы боимся физической немощи и в то же время понимаем, что без прожитых лет и накопленного опыта нельзя в полной мере оценить щедрость жизни и ее даров. Сегодня геронаука пытается разрешить это противоречие, исследуя возможности организма сохранять силу и жизнеспособность на протяжении долгих лет.

Геронаука ставит вопрос радикально: возможно ли выработать новый подход к старению – и в результате замедлить его?

Старение с точки зрения геронауки является основным фактором риска для целого ряда хронических заболеваний – сердечно-сосудистых, онкологических, диабета второго типа, остеопороза и нейродегенеративных (в том числе болезни Альцгеймера). На протяжении десятилетий медицина занимается изучением хронических возрастных заболеваний отдельно от собственно старения. Однако, рассматривая кардиологические заболевания отдельно от рака или болезни Альцгеймера, мы упускаем шанс увидеть то, что их, вероятно, объединяет. Геронаука ставит вопрос радикально: возможно ли выработать новый подход к старению – и в результате замедлить его?

Доктор Гордон Литгоу, эксперт в области старения и генетики, научный руководитель и директор Междисциплинарного исследовательского консорциума по геронауке Института имени Бака, показал нам, как прежние открытия, которые уже увеличили продолжительность человеческой жизни, перекликаются с сегодняшними прорывными идеями о старении. В XIX веке средняя продолжительность жизни возросла, когда ученые поняли, что многие смертоносные болезни имеют общую природу. Туберкулез, оспа и грипп, может, и различаются по симптомам, но все они возникают в результате контакта человека с микроорганизмами (тогда еще никому не известными). Открытие бактерий и вирусов позволило разработать эффективные методы лечения вызываемых ими заболеваний.

Сегодня наука все больше склоняется к тому, что такой же подход применим и к болезням пожилого возраста. Сердечные приступы, рак и диабет проявляются по-разному, но если удастся понять их общую причину, то, возможно, нас ждет не только долгая жизнь, но и здоровая старость.

Задумайтесь об этом. Если в основе хронических заболеваний лежит старение и мы сумеем раскрыть его механизм на клеточном уровне, перед нами откроется возможность жить в полную силу до самой глубокой старости и спокойно умереть во сне. Наше тело слабеет естественным образом, и старение повышает риск тяжелых заболеваний, но риск – еще не диагноз. Он – лишь побуждение действовать, бороться, быть начеку. Знание рисков позволит нам моделировать собственную старость.

Как изучают старение

Наше старение пришлось как раз на то время, когда наука вплотную подступила к вопросу «Что такое старение?».

Его решают в лабораториях и конференц-залах, за рабочими столами и электронными микроскопами. Участники исследований пунктуально принимают лекарства, испытывают на себе разные режимы питания, физических упражнений и сна либо, пожертвовав правом на частную жизнь, отвечают на все мыслимые вопросы – все ради того, чтобы мы могли лучше понимать, как старение влияет на наш организм. Контрольные группы формируются в количестве от ста человек до сотен тысяч. Узнавая об очередных сенсационных открытиях в области старения, будь то из соцсетей, утренних новостей или даже первополосных публикаций в газетах, – важно понимать степень чистоты эксперимента и статистическую выборку. А это во многом зависит от количества участников, формы проведения исследования и параметров контроля: на точность результата могут влиять самые разные факторы, от времени и температуры до пола и возраста испытуемых.

Клинические исследования различаются по степени вмешательства. Так, обсервационное (наблюдательное) исследование позволяет оценить, как повседневный выбор людей влияет на их здоровье. Некоторые обсервационные исследования (например, Фремингемское исследование сердца), охватывающие длительный период, принято называть долговременными, или продольными. Они могут длиться в течение десятилетий и дают ценнейшую информацию о природе старения.

Обсервационные исследования могут проводиться с группами (когортами) людей, после чего результаты сравнивают по группам. Так, в одном когортном исследовании сравнивали пожилых людей с похожими профилями здоровья, чтобы оценить последствия дефицита витамина D (когда этого витамина не хватает, у нас портится настроение и снижается ясность мышления).

ЧТО ТАМ СО СТВОЛОВЫМИ КЛЕТКАМИ?

В последнее время повышенный интерес вызывает еще одна новая область исследований – регенеративная медицина, которая использует стволовые клетки для лечения и восстановления поврежденных и больных органов. Вокруг лечения стволовыми клетками немало ажиотажа, не утихают и споры о сомнительных способах их получения.

Существуют два основных типа стволовых клеток естественного происхождения: эмбриональные и взрослые. Эмбриональные стволовые клетки крайне ценны для медицинских исследований, поскольку обладают неограниченной способностью к делению и могут превращаться в любые специализированные клетки. Они происходят из человеческого эмбриона на ранней стадии формирования и могут дифференцироваться в один из трех первичных клеточных слоев (эктодерму, эндодерму и мезодерму), а затем превращаться в клетки любого органа, от кожи до мышц и нервов. Однако практика получения эмбриональных стволовых клеток вызывает немало вопросов этического характера.

Существуют и взрослые стволовые клетки – они находятся в наших тканях. Взрослые стволовые клетки уже найдены в головном и костном мозге, кровеносных сосудах, коже, зубах, сердце, кишечнике, печени, яичниках и семенниках. Они всегда начеку и, чтобы заживлять и ремонтировать соответствующий орган, они способны стать теми клетками, которые ему нужны в данный момент. Взрослые стволовые клетки могут оставаться в состоянии покоя в течение длительного времени, пока они не понадобятся для воспроизводства клеток или до тех пор, пока болезнь или травма не пробудит их к активным действиям. Некоторые взрослые стволовые клетки можно активировать физическими упражнениями (вдруг вам не хватает стимулов, чтобы больше двигаться!). Но лечить болезни взрослыми стволовыми клетками не так просто: во-первых, их в наших тканях не так много, а во-вторых, даже если их извлечь в лабораторную чашку Петри, из них не так-то просто что-то вырастить.

Попробуйте ввести в поисковик «индуцированные стволовые клетки (иСК)». В 2012 году Нобелевская премия была присуждена за открытие, суть которого сводится к тому, что зрелые клетки – обычные, взрослые, скажем, клетки кожи – можно перепрограммировать так, чтобы они стали незрелыми, схожими с эмбриональными, и вновь обрели способность развиваться в специализированные клетки. В дальнейшем подобная «клеточная машина времени» сможет помочь при лечении любого органа. После этого научного прорыва ученые всего мира стали создавать иСК, стимулируя их к делению и образованию клеток разных тканей – например костной, эпителиальной или мышечной, – чтобы увидеть, насколько они способны формировать новые кости, кожу и сердечную мышцу.

Особая привлекательность иСК вызвана тем, что они позволяют обойти щекотливую тему получения эмбриональных клеток и обеспечивают неограниченный запас взрослых стволовых клеток для исследований и лечения. Важно и то, что эти клетки можно взять у самого больного. То есть случись у вас инфаркт, необходимые вам новые клетки миокарда сделают из ваших собственных клеток. Или, например, вырастят из них новые нейроны с дофаминовыми рецепторами, если у вас диагностируют болезнь Паркинсона.

В ближайшие годы мы услышим еще много любопытного о перспективах регенеративной медицины и трансплантологии: в этом смысле потенциал индуцированных стволовых клеток поистине огромен.

Другие исследования предполагают более активное вмешательство. Для интервенционных исследований отбирают две группы людей. Одной группе задают некую модель поведения, а другую используют в качестве контрольной. Скажем, чтобы выяснить, как уровень физической активности влияет на память, был проведен эксперимент с участием шестидесяти двух здоровых пожилых людей. Их разделили на три группы. В течение шести месяцев одна группа получала физическую нагрузку средней интенсивности, другая – низкой, а третья группа вообще не занималась физическими упражнениями. Исследование показало, что любые физические упражнения увеличивают объем памяти и скорость мышления, причем разница между группами с низкой и средней нагрузкой оказалась незначительной.

Наше тело слабеет естественным образом, и старение подвергает нас опасности тяжелых заболеваний, но риск – еще не диагноз. Он – лишь побуждение действовать, бороться, быть начеку. Знание рисков позволит нам моделировать собственную старость.

Изучая старение, ученые не ограничиваются наблюдением за людьми. Они исследуют клетки человека и животных, бактерии и грибы. Они ставят эксперименты с лабораторными животными (иногда и с дикими) – от губок и червей до мышей, обезьян и голых землекопов. Исследования генов животных позволяют лучше понять причины старения человека. Хотя черви нематоды или плодовая мушка дрозофила с виду и не похожи на людей, они имеют множество генов и биологических механизмов, сходных с человеческими. Подобно людям, черви и мушки стареют, хоть и гораздо быстрее. Это позволяет провести в течение года несколько экспериментальных циклов, тогда как наблюдение за человеческим старением занимает целую жизнь – ни один ученый не располагает таким временем.

Важную информацию дает и сравнительная (компаративная) биология. Продолжительность жизни голых землекопов – жутковатых на вид грызунов размером с мышь – составляет от семнадцати до двадцати восьми лет, в то время как привычные нам мыши и крысы живут всего от трех до пяти лет. В чем причина? Сравнение похожих животных со столь разными показателями продолжительности жизни может помочь идентифицировать специфические гены, определяющие долголетие у некоторых млекопитающих.

Так давайте разбираться сами. Постараемся понять, как наши ежедневные решения влияют на наши клетки, как изменения в них сказываются на нашем здоровье и на том, как оно меняется с возрастом. Знание все-таки сила!

Получив обнадеживающие результаты, ученые их бесконечно проверяют и перепроверяют, применяя все более сложные методики, прежде чем опробовать препараты или процедуры на людях. Если манипуляции с определенными генами, молекулярными цепочками или гормонами увеличивают продолжительность жизни мушки, это еще не означает, что то же самое произойдет с мышью, не говоря уже о человеке.

И не все, что годится для мужчины, благотворно влияет на женский организм, но об этом мы еще поговорим.