Жить — не значит стареть и умирать
На вопрос, что такое старение, большинство ответит — естественный процесс. Жить — значит, стареть. На протяжении столетий этот взгляд разделяла и наука. Но в нашем веке ситуация начала меняться. Благодаря революционным работам ученых и деятельности активистов вроде Обри ди Грея, в нашу реальность вошли научные идеи и факты, которые поколебали устоявшиеся представления. Старение все больше кажется противоестественным процессом, который нужно и можно не только остановить, но и повернуть вспять. Reminder публикует фрагмент книги трансгуманиста Хосе-Луиса Кордейро и пионера индустрии смартфонов, футуролога Дэвида Вуда «Смерть должна умереть», посвященный современным теориям старения.
Старение традиционно рассматривалось как естественный процесс и, следовательно, не считалось заболеванием. Но и целый ряд состояний, в настоящее время признанных заболеваниями, в том числе остеопороз, изолированная систолическая гипертензия и болезнь Альцгеймера, в прошлом считались частью «нормального» старения. ВОЗ официально признала остеопороз болезнью только в 1994 году.
Международная группа исследователей (бельгиец Свен Бультерийс, швед Виктор Бьорк, англичане Рафаэлла Халл и Ави Рой) опубликовала в 2015 году в научном журнале Frontiers in Genetics статью «Пора классифицировать биологическое старение как болезнь» (It is time to classify biological aging as a disease), где заявила:
«Отличия между нормой и патологией зависят от исторического контекста. Некоторые состояния, которые ранее рассматривались как заболевания, в настоящее время не считаются таковыми. Например, побеги черных рабов с плантаций считались проявлением драпетомании (стремления к бродяжничеству), для борьбы с которой применялись даже медикаменты. Аналогичным образом как болезнь рассматривалась мастурбация, лечившаяся путем удаления или прижигания клитора. Наконец, еще не так давно — всего лишь 1974 году — патологией считалась гомосексуальность».
Так что такое старение? Единой общепринятой теории старения пока нет. Вместо этого есть несколько конкурирующих концепций, и классифицировать их можно по-разному.
Например, в ходе одного из курсов Калифорнийского университета в Беркли по этой теме рассматривались четыре основные группы теорий, по три и более в каждой. Это теории молекулярные (ограничения кодона — это единица генетического кода, обычно кодирующая включение одной аминокислоты; катастрофы ошибок, соматических мутаций, дедифференцировки и генной регуляции), клеточные (изнашивания, свободнорадикальная, старения клеток в результате утраты теломер или стресса, а также теория апоптоза), организменные (скорости жизни, нейроэндокринная и иммунологическая) и эволюционные (одноразовой сомы, антагонистической плейотропии и накопления мутаций).
Португальский микробиолог Жао Педро де Магалхас делит концепции на теории о повреждениях либо о запрограммированном старении, что тоже представляет собой стандартный способ классификации. Одни биологи проводят границу между генетическими и негенетическими теориями, другие говорят об эволюционных и физиологических концепциях (последние, в свою очередь, делятся на запрограммированные и стохастические, то есть случайные). Однако дело в другом — все больше и больше специалистов осознают необходимость систематического изучения старения. Об этом свидетельствует и приведенное ниже «Открытое письмо ученых по исследованию старения» (Scientists’ Open Letter on Aging Research), подписанное в 2005 году несколькими уважаемыми исследователями со всего мира:
«У некоторых животных моделей (нематод, дрозофил, карликовых мышей Эймса и прочих) удалось замедлить старение и увеличить продолжительность здоровой жизни. Таким образом, если предположить существование общих основополагающих механизмов, можно сказать, что старение человека тоже поддается сдерживанию».
Куньлинь Цзинь, американский ученый китайского происхождения, доктор из Центра медицинских наук при Университете Северного Техаса, в 2001 году в научном журнале Aging and Disease разместил статью «Современные биологические теории старения» (Modern Biological Theories of Aging), в которой утверждал:
«Несмотря на недавние успехи молекулярной биологии и генетики, тайны управления сроком человеческой жизни все еще предстоит раскрыть. Для объяснения процесса старения было предложено множество гипотез, опирающихся либо на эволюционную запрограммированность, либо на ошибки в развитии, но оба объяснения пока что не представляются полностью удовлетворительными».
Столкнувшись с таким потоком старых и новых концепций, Обри ди Грей с конца XX века стал тщательно и планомерно собирать всю существующую информацию и сводить ее во всеобъемлющую систему по проблемам старения. Опыт изучения информатики и вычислительной техники в Кембридже позволил ему взглянуть на проблему скорее с инженерно-технической, чем с биолого-медицинской точки зрения. Его подход к продлению жизни был назван SENS, или стратегии достижения пренебрежимого старения инженерными методами (англ. — Strategies for Engineered Negligible Senescence). В 2002 году ди Грей представил свои идеи в статье, подготовленной вместе с известными врачами и биологами.
Смысл концепции SENS — в возможности разработать медицинские методики, чтобы обратить вспять человеческое старение и сохранить биологическую молодость на многие годы. С этой целью ди Грей тщательно изучил имеющиеся научные работы и пришел к выводу, что существует семь основных типов повреждений, связанных с процессом старения. Также он обнаружил, что все они известны уже несколько десятилетий.
С тех пор биология безмерно продвинулась, но, по словам ди Грея, новых типов повреждений ученые не обнаружили. Это свидетельствует о том, что нам уже известны ключевые проблемы, которые в совокупности становятся
причинами слабости и уязвимости к болезням, по нашему представлению, связанных со старостью.
Новый комплексный подход состоит в том, чтобы бороться с повреждениями посредством биоинженерии, попутно воздействуя геронтологическими методами на метаболические, а гериатрическими — на патологические процессы.
Каковы же эти семь смертельных причин старения? Все они локализованы на микроскопическом уровне, внутри и снаружи клеток. Небольшие повреждения не причиняют вреда, но с годами они накапливаются все быстрее и быстрее, и поэтому люди слабеют и умирают. В своей книге «Отменить старение: Прорывы в науке омоложения, способные обратить человеческое старение при нашей жизни» (Ending Aging: The Rejuvenation Breakthroughs That Could Reverse Human Aging in Our Lifetime), ди Грей так описал эти семь причин:
- Внутриклеточные отходы
- Межклеточные отходы
- Мутации в ядре
- Мутации в митохондриях
- Потеря стволовых клеток
- Рост количества стареющих клеток
- Рост межклеточных белковых сшивок.
Согласно SENS, на каждое из семи основных видов повреждений можно воздействовать с помощью одной из конкретных стратегий лечения, известных как RepleniSENS, OncoSENS, MitoSENS, ApoptoSENS, GlycoSENS, AmyloSENS и LysoSENS. Когда ди Грей впервые опубликовал свои идеи, многие назвали его шарлатаном и даже сумасшедшим. Но с 2005 года мир сильно изменился. В последние годы наука достигла больших успехов, которые скорее подкрепляют изначальные концепции Обри ди Грея. При помощи разных видов терапии ученым удалось увеличить срок жизни мышей на 40, 50 и даже более процентов.
В своей статье «Отмена старения при помощи молекулярного и клеточного восстановления» (Undoing Aging with Molecular and Cellular Damage Repair), которая вошла в книгу «Следующий шаг: Жизнь по экспоненте» (The Next Step: Exponential Life), изданную в 2017 году проектом BBVA OpenMind, ди Грей пояснил:
«SENS — это радикальный отход от прежней тематики биомедицинской геронтологии, вместо простого торможения он предполагает подлинное обращение старения вспять».
Причины и столпы старения
В дополнение к концептуальным, революционным работам Обри ди Грея другие ученые тоже пытаются систематизировать текущее понимание старости и способов ее лечения.
В 2000 году два американских онколога Дуглас Ханахан и Роберт Вайнберг опубликовали в престижном научном журнале Cell статью с провокационным названием «Ключевые признаки рака» (The Hallmarks of Cancer), которая помогла упорядочить наши знания об онкологии. Авторы утверждали, что все виды рака имеют шесть общих черт (причин, или ключевых признаков), заведующих превращением нормальных клеток в злокачественные или опухолевые.
Опираясь на успех этой статьи, группа из пяти европейских ученых (испанца Карлоса Лопес-Отина из Университета Овьедо, Марии Бласко и Мануэля Серрано из испанского Национального центра изучения рака (CNIO), англичанки Линды Партридж из Института биологии старения общества Макса Планка в Германии и австрийца Гвидо Кремера из французского Университета Декарта) опубликовала в 2013 году в том же журнале статью под названием «Ключевые признаки старения». В ней были перечислены девять потенциальных ключевых признаков — общих для старения различных организмов.
Девять основных причин старения ученые разделяют на три основных категории. Вверху указаны основные признаки (нестабильность генома, укорочение теломер, эпигенетические альтерации и потеря протеостаза), из-за которых, как полагают, в основном и происходят повреждения клеток. В центре — антагонистические признаки (нарушение распознавания питательных веществ, митохондриальная дисфункция и клеточное старение); их считают частью компенсаторных (или антагонистических) реакций на повреждения. Первоначально они смягчают ущерб, но, если носят хронический или острый характер, могут стать пагубными. Внизу приведены интегративные признаки (истощение пула стволовых клеток и изменение межклеточного взаимодействия), которые являются отдаленным результатом двух предыдущих групп и причинами, в конечном счете ответственными за связанное со старением снижение функций.
Основной задачей исследований авторы назвали определение взаимосвязи между потенциальными ключевыми признаками и их влиянием на старение. Это нужно, чтобы установить мишени для фармацевтического вмешательства. Тогда с минимальными побочными эффектами можно улучшить здоровье стареющего человека.
Через год группа американских ученых при поддержке Национальных институтов здравоохранения США в том же научном журнале Cell опубликовала статью «Старение: общая движущая сила хронических заболеваний и мишень для новых вмешательств» (Aging: a common driver of chronic diseases and a target for novel interventions). Авторы объяснили, что лучше непосредственно бороться с самим старением, которое и есть причина всех сопутствующих заболеваний, чем «атаковать» болезнь за болезнью. И описали то, что они назвали «семью столпами» старения. Согласно чилийско-американскому ученому Фелипе Сьерра, директору Отдела биологии старения Национального института по проблемам старения США, эти столпы таковы:
- Воспаление
- Адаптация к стрессу
- Эпигенетика и регуляторные РНК
- Метаболизм
- Структурные повреждения макромолекул
- Протеостаз
- Стволовые клетки и регенерация.
Постепенно исследователи старения приходят к единому мнению по двум важным вопросам.
- Старение происходит постепенно, то есть в течение значительной части жизненного периода организма. По существу, это динамический и последовательный процесс, и ради систематической борьбы с поврежде-ниями его можно разбить на такое количество этапов, какое потребуется.
- Старение сегодня не считается чем-то биологически «неизбежным» или даже «необратимым». Скорее, нам известно, что это «пластичный» и «гибкий» процесс, которым можно манипулировать. Даже в учебниках по биологии старения уже нет упоминаний о его «неизбежности» и признается факт существования нестареющих клеток и организмов. Не называют там этот процесс и «необратимым», поскольку у нас есть возможностя восстановления после повреждений.
За последние 25 лет исследователям в области биомедицины удалось путем воздействия на процессы, лежащие в основе старения, улучшить здоровье и продолжительность жизни модельных организмов — от червей и мух до грызунов и рыб. Сегодня мы способны стабильно продлевать жизнь червей C. elegans более чем в 10 раз, дрозофил и мышей — в два раза, а крыс и карпозубых на 30 и 50% соответственно. Возможности воздействия на процессы, влияющие на старение человека, в настоящее время ограничены. Но, если учесть прогресс в разработке геропротективных препаратов и методов регенеративной и точной медицины, скоро мы сможем замедлить старение.
В 2018 году испанский биолог Хинес Мората, специалист по плодовым мухам Drosophila melanogaster, заявил:
«Смерть не неизбежна. Бактерии не умирают, полипы тоже: они растут и размножаются. Часть наших зародышевых клеток сохраняется у наших детей и так далее. Вот почему каждый из нас частично бессмертен. Один из видов червей, а именно нематоду, посредством манипуляции с отвечающими за старение генами заставили жить в семь раз дольше. Если бы такая технология была применена к нам, мы смогли бы прожить 350-400 лет. Конечно, на людях нельзя ставить опыты, но не исключено, что однажды мы достигнем подобного долголетия. Через 50, 100 или 200 лет возможности станут настолько огромными, что результаты трудно представить. Человечеству самому решать, каким быть его будущему».
С этим согласился и американский биогеронтолог Майкл Уэст, специалист по стволовым клеткам и теломерам, автор нескольких книг о старении и возможном омоложении организма:
«В человеческом теле до сих пор живут потенциальные наследники сокровищ нашего бессмертного прошлого — клетки из линии, называемой зародышевой, которые способны не оставлять мертвых предков и обновляться вечно».
Мы еще многого не знаем о процессе старения, что, впрочем, не мешает нам продвигаться к его излечению. Порой в это сложно поверить, но для решения проблемы необязательно понимать ее целиком. Например, английский врач Эдвард Дженнер разработал первую эффективную вакцину против оспы в 1796 году — более чем за столетие до того, как в 1898 году голландский ученый Мартин Бейеринк открыл первый вирус и основал вирусологию.
Книга предоставлена издательством «Альпина Паблишер». Приобрести ее можно здесь.
