04.01.2019. - Генетики в поисках секретов вечной юности

Генетики в поисках секретов вечной юности

Может ли человек жить в разы дольше и не болеть раком — ученые надеются выяснить это, изучая голых землекопов, неприглядных грызунов из Африки. Вадим Гладышев, известный генетик из МГУ и Гарварда, объясняет, что могут и чего не могут эти "бессмертные" существа, а также чему мы можем у них научиться.

Остановить время

Голый землекоп (Heterocephalus glaber) — уникальное млекопитающее с множеством удивительных свойств. Этот безволосый подземный грызун размером с мышь и весом 30-50 граммов обитает в Восточной Африке.

В 1970-е годы ученые обнаружили, что эти существа живут необычайно долго для своего размера, в десять раз выше нормы. Позже выяснили, что они почти неуязвимы для рака. Кроме того, землекопы не чувствуют некоторых типов боли. Например, не реагируют на раздражение кожи при соприкосновении с кислотами. Главная необычная их черта — в том, что они нарушают так называемое распределение Гомпертца — закономерность, в соответствии с которой вероятность смерти экспоненциально увеличивается с возрастом. К примеру, для человека шансы умереть удваиваются через каждые восемь лет.

Голые землекопы, как показывают недавние наблюдения биологов из США, умирают одинаково редко и в раннем возрасте, и в 20-30 лет, уже многократно превысив сроки жизни для грызунов таких размеров.

"Мы не нашли намеков на то, что существует какой-то один клеточный процесс, объясняющий, почему эти животные так долго живут. По всей видимости, в их долголетии "замешаны" десятки различных ингредиентов, и каждый вносит свой вклад. Нельзя выделить самый важный", — говорит ученый. Гладышев с коллегами достаточно давно пытаются раскрыть секрет этих необычных животных. Еще в 2011 году они расшифровали геном Heterocephalus glaber, а через два года обнаружили некоторые механизмы, отвечающие за неуязвимость к раку и долголетие.

"Землекопов изучаем не только мы, но и десятки лабораторий по всему миру. Мы сконцентрировали свои усилия на геномике, а также на том, как работает белковый синтез в клетках землекопов и как их организм вырабатывает тепло. Мои коллеги также пытаются понять, как клетки этих животных чинят поврежденные белки и ДНК", — продолжает Гладышев.

К примеру, подобными экспериментами занимаются два других российских специалиста по землекопам — Вера Горбунова и Андрей Селуянов из Рочестерского университета. Недавно они и Гладышев проверили предположение о том, что клетки землекопов не подвержены старению. Биологи считали, что клетки у этих животных могут делиться неограниченно долго, а не 40-50 раз, как у людей и других млекопитающих. Достигнув этого предела, клетки человека и других "смертных" переводят себя в особый режим, перестают делиться и участвовать в жизни организма. Это предотвращает образование раковых опухолей в организме, но накопление таких клеток приводит к дряхлению, старости.

Существуют и другие формы клеточной старости, когда клетка "уходит на пенсию" по совсем другим причинам — в результате фатальных повреждений ДНК, во время развития тканей зародыша или при чрезмерно высоком уровне клеточного стресса. Все это, как раньше считали, не характерно для голых землекопов.

Российско-американские биологи показали, что это не так: клетки землекопов подвержены всем трем типам клеточного старения. При этом они необычно хорошо сопротивлялись действию и онкогенов, и гамма-лучей по сравнению с аналогичными образцами мышиных тканей.

"Пока рано делать какие-то окончательные выводы. Можно только сказать, что вероятность развития рака у землекопов крайне мала, но злокачественная опухоль в принципе может возникать. Недавно наши коллеги зафиксировали около десяти подобных случаев, и будет крайне интересно изучить их и понять, какие мутации породили опухоли и как они образовались. Для этого, однако, потребуется большой набор данных по опухолям из самых разных тканей", — отмечает ученый.

Конец вечности

Эти эксперименты уже ведутся при участии российских специалистов, работающих в России и ведущих американских научных центрах. Как рассказала Горбунова, выступая в МГУ на конференции Frontiers in Aging, организованной Гладышевым, недавно они провели первый опыт по пересадке генов Heterocephalus glaber в геном мышей. Один из таких участков ДНК, отвечающий за "сцепление" клеток друг с другом, заметно продлил жизнь грызунам. Они прожили на несколько недель дольше, чем обычные мыши, что эквивалентно десяти годам жизни для человека.

Такое долголетие было связано в том числе и с тем, что подобные трансгенные мыши примерно в два раза реже страдали опухолями, чем их сородичи из контрольной группы. На этом, однако, позитивное действие подобной генной терапии не заканчивалось. Как показали наблюдения за мышами, в их организме было значительно больше "взрослых" стволовых клеток, они заметно реже страдали остеопорозом, проблемами с легкими и прочими старческими болезнями. Вдобавок эти грызуны были более выносливыми и сильными, чем их пожилые сверстники.

Успешное завершение подобных экспериментов заставляет многих задуматься о том, существует ли жесткий предел продолжительности жизни, заданный свыше эволюцией, можно ли его преодолеть и стоит ли это делать вообще. "На этот счет есть несколько разных точек зрения. К примеру, два года назад вышла статья, утверждающая некий предел жизни человека — 115 лет. С другой стороны, недавно ученые, наблюдавшие за долгожителями острова Сардиния, выяснили, что вероятность их смерти перестала расти после 105 лет. Это говорит о том, что максимальная продолжительность жизни может увеличиться", — объясняет Гладышев.

Как считает гарвардский генетик, истина, скорее всего, где-то посередине. Число долгожителей в последние годы растет примерно с одной скоростью, не замедляясь, но возраст, в котором каждый год умирают самые пожилые люди, увеличивается крайне медленно. "Анализы, проделанные в нашей лаборатории, показывают, что, даже если мы сможем перешагнуть через этот рубеж, идти дальше, например меняя диету, факторы окружающей среды, микрофлору и прочие простые вещи, будет все сложнее. Более радикальные меры, скажем, омоложение при помощи перепрограммирования клеток или манипуляции с генами, позволят достичь большего, но это не вопрос завтрашнего дня", — продолжает генетик.

Мораль бессмертия

Подобные результаты опытов, как считает Гладышев, говорят о том, что у предела жизни не жесткий, а подвижный характер — его можно преодолеть, но цена каждого шага будет быстро расти. Кроме того, редактирование генома человека не только сложно осуществить технически, но и часто такие эксперименты вызывают вопросы этического характера.

"Есть альтернативный подход — можно взять взрослые клетки и частично их репрограммировать в более молодое состояние. Первые такие опыты на мышах выполнили ученые под руководством Хуана Бельмонте в Калифорнии, и мы сами сейчас ведем аналогичные исследования. Но возникает другая проблема — из-за репрограммирования может увеличиться вероятность развития рака. Тем не менее мне кажется, что у этого метода есть будущее", — отмечает Гладышев. Если же ученые найдут вредные мутации, связанные со старением, появится возможность продлить жизнь с помощью генной терапии. Как ее использовать, где граница между борьбой с болезнями и старением и "улучшением человека", по мнению Гладышева, должно решать общество.

Перспективы значительного увеличения продолжительности жизни людей при помощи землекопов и других долгоживущих существ заставляют философов и психологов задумываться о том, как долгая или потенциально бесконечная жизнь повлияет на человека. Станут ли люди более человечными или жестокими и каким будет общество? "Честно говоря, для меня эта проблема остро не стоит. Будет ли человек жить сто или двести лет — не думаю, что он от этого как-то принципиально изменится. Мне кажется, что все будет нормально, особенно если нам удастся не только продлить жизнь, но и повысить ее качество", — заключает Гладышев.

Источник