علم الشيخوخة: هل يمكننا أن نعيش إلى الأبد، وهل ينبغي علينا ذلك؟

الشيخوخة بالنسبة للإنسان اليومي هي ببساطة نتيجة لمرور الوقت. تؤثر الشيخوخة على الجسم، وتتجلى في الشعر الرمادي، والتجاعيد، وفشل الذاكرة. في نهاية المطاف، يؤدي تراكم البلى النموذجي إلى ظهور أمراض وأمراض أكثر خطورة، مثل السرطان أو مرض الزهايمر أو أمراض القلب. ثم ذات يوم نزفر جميعًا أنفاسًا أخيرة ونغرق في المجهول المطلق: الموت. هذا الوصف للشيخوخة، على الرغم من أنه غامض وغير محدد بقدر ما قد يكون، هو شيء معروف بشكل أساسي لكل واحد منا.

ومع ذلك، هناك تحول أيديولوجي يحدث قد يحدث ثورة في الطريقة التي نفهم بها ونختبر العمر. تشير الأبحاث الناشئة حول العمليات البيولوجية للشيخوخة، وتطوير تقنيات الطب الحيوي التي تستهدف الأمراض المرتبطة بالعمر، إلى اتباع نهج متميز تجاه الشيخوخة. في الواقع، لم تعد الشيخوخة تعتبر عملية تعتمد على الوقت، بل هي تراكم لآليات منفصلة. وبدلاً من ذلك، يمكن تصنيف الشيخوخة على أنها مرض بحد ذاته.

أدخل أوبري دي جراي، الحاصل على درجة الدكتوراه من كامبريدج ولديه خلفية في علوم الكمبيوتر، وأخصائي أمراض الشيخوخة في الطب الحيوي الذي علم نفسه بنفسه. وله لحية طويلة تتدفق فوق صدره وجذعه الشبيهين بالقصب. يتحدث بسرعة، والكلمات تندفع من فمه بلكنة بريطانية ساحرة. يمكن أن يكون الخطاب السريع مجرد غرابة في الشخصية، أو يمكن أن يكون قد تطور من الشعور بالإلحاح الذي يشعر به فيما يتعلق بالحرب التي يشنها ضد الشيخوخة. دي جراي هو المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي للعلوم في مؤسسة أبحاث SENS، وهي مؤسسة خيرية مكرسة لتعزيز البحث والعلاج للأمراض المرتبطة بالعمر.

يعد De Gray شخصية لا تُنسى، ولهذا السبب يقضي الكثير من الوقت في إلقاء المحاضرات وحشد الناس من أجل حركة مكافحة الشيخوخة. في حلقة من ساعة راديو TED بواسطة NPRويتوقع أنه "في الأساس، أنواع الأشياء التي يمكن أن تموت بسببها في سن 100 أو 200 سنة ستكون تمامًا نفس أنواع الأشياء التي قد تموت بسببها في سن 20 أو 30 عامًا."

تحذير: قد يسارع العديد من العلماء إلى الإشارة إلى أن مثل هذه التنبؤات هي مجرد تخمينات وأن هناك حاجة إلى أدلة قاطعة قبل تقديم مثل هذه الادعاءات الكبرى. في الواقع، في عام 2005، أعلنت مجلة MIT Technology Review عن تحدي سينس، عرض مبلغ 20,000 ألف دولار لأي عالم في الأحياء الجزيئية يمكنه أن يثبت بشكل كافٍ أن ادعاءات SENS فيما يتعلق بعكس الشيخوخة كانت "لا تستحق النقاش المدروس". حتى الآن، لم يحصل أحد على الجائزة الكاملة باستثناء تقديم واحد ملحوظ شعر الحكام أنه كان بليغًا بما يكفي لكسب 10,000 دولار. ومع ذلك، يتركنا نحن البشر في صراع مع أدلة غير حاسمة في أحسن الأحوال، ولكنها واعدة بما يكفي لتستحقها. النظر في آثارها.

بعد غربلة أكوام من الأبحاث والعناوين المفرطة في التفاؤل، قررت التركيز فقط على عدد قليل من مجالات البحث الرئيسية التي تحتوي على تكنولوجيا وعلاجات ملموسة تتعلق بالشيخوخة والأمراض المرتبطة بالعمر.

هل تحمل الجينات المفتاح؟

يمكن العثور على مخطط الحياة في حمضنا النووي. حمضنا النووي مليء بالرموز التي نسميها "الجينات". الجينات هي التي تحدد لون عينيك، ومدى سرعة عملية التمثيل الغذائي لديك، وما إذا كنت ستصاب بمرض معين. في التسعينيات، تم اختيار سينثيا كينيون، باحثة الكيمياء الحيوية في جامعة سان فرانسيسكو، مؤخرًا كواحدة من أفضل 1990 امرأة في العلوم في عام 15 من قبل من الداخل الأعمالقدم فكرة غيرت النموذج - وهي أن الجينات يمكن أن تشفر أيضًا المدة التي نعيشها، ويمكن أن يؤدي تشغيل أو إيقاف جينات معينة إلى إطالة العمر الصحي. ركزت أبحاثها الأولية على ج. ايليجانس، ديدان صغيرة تُستخدم ككائنات نموذجية للبحث لأنها تمتلك دورات تطور جينومية مشابهة جدًا للبشر. وجدت كينيون أن إيقاف جين معين - Daf2 - أدى إلى أن تعيش ديدانها ضعف عمر الديدان العادية.

والأمر الأكثر إثارة هو أن الديدان لم تعيش لفترة أطول فحسب، بل كانت أكثر صحة لفترة أطول أيضًا. تخيل أنك تعيش حتى 80 عامًا، وتقضي 10 سنوات منها في صراع مع الضعف والمرض. وقد يتردد المرء في العيش حتى سن التسعين إذا كان ذلك يعني قضاء عشرين عاماً من حياته مبتلى بالأمراض المرتبطة بالعمر وتدني نوعية الحياة. لكن ديدان كينيون عاشت ما يعادل 90 عامًا لدى الإنسان، وقضت 20 سنوات فقط من تلك الحياة في "الشيخوخة". في مقال في The Guardian لقد كشف كينيون عما كان البعض منا يأمله سرًا فقط؛ "أنت فقط تفكر ،" واو ". ربما أستطيع أن أكون تلك الدودة طويلة العمر."" منذ ذلك الحين، كان كينيون رائدًا في الأبحاث لتحديد الجينات التي تتحكم في عملية الشيخوخة.

والفكرة هي أنه إذا تمكنا من العثور على جين رئيسي يتحكم في عملية الشيخوخة، فيمكننا تطوير أدوية تقطع مسار هذا الجين، أو استخدام تقنيات الهندسة الوراثية لتغييره تمامًا. في عام 2012، مقال في علوم تم نشره حول تقنية جديدة للهندسة الوراثية تسمى CRISPR-Cas9 (يشار إليها بسهولة باسم CRISPR). اجتاحت تقنية كريسبر مختبرات الأبحاث في جميع أنحاء العالم في السنوات التالية وتم الإعلان عنها الطبيعة باعتباره أكبر تقدم تكنولوجي في مجال البحوث الطبية الحيوية منذ أكثر من عقد من الزمن.

كريسبر هي طريقة بسيطة ورخيصة وفعالة لتحرير الحمض النووي تستخدم قطعة من الحمض النووي الريبي (RNA) – المعادل الكيميائي الحيوي للحمام الزاجل – الذي يوجه تحرير الإنزيمات إلى شريط الحمض النووي المستهدف. وهناك، يستطيع الإنزيم قطع الجينات بسرعة وإدخال جينات جديدة. يبدو الأمر خياليًا أن تكون قادرًا على "تعديل" التسلسل الجيني البشري. أتخيل علماء يصنعون مجموعات من الحمض النووي في المختبر، ويقطعون ويلصقون الجينات مثل الأطفال على طاولة حرفية، ويتخلصون من الجينات غير المرغوب فيها تمامًا. سيكون بمثابة كابوس بالنسبة لأخصائيي الأخلاقيات الحيوية أن يتم إنشاء بروتوكولات تنظم كيفية استخدام هذه التكنولوجيا وعلى من تستخدمها.

على سبيل المثال، كانت هناك ضجة في وقت سابق من هذا العام عندما نشر مختبر أبحاث صيني أنه حاول تعديل الأجنة البشرية وراثيا (راجع المقال الأصلي في البروتين والخلية، والشجار اللاحق في الطبيعة). وكان العلماء يدرسون إمكانية استهداف تقنية كريسبر للجين المسؤول عن مرض الثلاسيميا بيتا، وهو اضطراب وراثي في ​​الدم. أظهرت نتائجهم أن تقنية كريسبر تمكنت من فصل جين بيتا الثلاسيميا، ولكنها أثرت أيضًا على أجزاء أخرى من تسلسل الحمض النووي مما أدى إلى حدوث طفرات غير مقصودة. ولم تتمكن الأجنة من البقاء على قيد الحياة، الأمر الذي يؤكد الحاجة إلى تكنولوجيا أكثر موثوقية.

وفيما يتعلق بالشيخوخة، فمن المتصور أنه يمكن استخدام كريسبر لاستهداف الجينات المرتبطة بالعمر وتشغيل أو إيقاف المسارات التي من شأنها أن تساعد في إبطاء عملية الشيخوخة. ومن الممكن أن يتم تسليم هذه الطريقة، بشكل مثالي، عن طريق التطعيم، لكن التكنولوجيا ليست قريبة على الإطلاق من تحقيق هذا الهدف ولا يستطيع أحد أن يقول بشكل حاسم ما إذا كانت ستفعل ذلك أم لا. يبدو أن إعادة هندسة الجينوم البشري بشكل أساسي وتغيير الطريقة التي نعيش بها (وربما نموت) تظل جزءًا من الخيال العلمي - في الوقت الحالي.

الكائنات الإلكترونية

إذا لم يكن من الممكن وقف موجة الشيخوخة على المستوى الجيني، فيمكننا أن ننظر إلى آليات أبعد على الطريق لوقف عملية الشيخوخة وإطالة الحياة الصحية. في هذه اللحظة من التاريخ، أصبحت الأطراف الصناعية وزرع الأعضاء أمراً شائعاً - وهي إنجازات هندسية مذهلة حيث قمنا بتعزيز أنظمتنا البيولوجية وأعضائنا، وفي بعض الأحيان استبدالها بالكامل، من أجل إنقاذ الأرواح. نحن نواصل دفع حدود التفاعل البشري؛ أصبحت التكنولوجيا والواقع الرقمي والمواد الغريبة متأصلة في أجسادنا الاجتماعية والمادية أكثر من أي وقت مضى. عندما تصبح حواف الكائن البشري غير واضحة، أبدأ في التساؤل، عند أي نقطة لا يمكننا أن نعتبر أنفسنا "بشرًا" بشكل صارم؟

ولدت الفتاة الصغيرة هانا وارن عام 2011 بدون قصبة هوائية. لم تكن قادرة على التحدث أو تناول الطعام أو البلع بمفردها، ولا تبدو آفاقها جيدة. ومع ذلك، في عام 2013، خضعت لعملية الإجراء الرائد التي زرعت القصبة الهوائية المزروعة من خلاياها الجذعية. استيقظت هانا من العملية وأصبحت قادرة على التنفس بدون آلات لأول مرة في حياتها. حظي هذا الإجراء باهتمام إعلامي كبير. لقد كانت فتاة شابة وجميلة المظهر وكانت هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها إجراء هذا الإجراء في الولايات المتحدة

ومع ذلك، كان الجراح باولو ماتشياريني قد أجرى بالفعل هذا العلاج قبل خمس سنوات في إسبانيا. وتتطلب هذه التقنية بناء سقالة تحاكي القصبة الهوائية من الألياف النانوية الاصطناعية. يتم بعد ذلك "زرع" السقالة بالخلايا الجذعية الخاصة بالمريض والتي يتم حصادها من نخاع العظم. يتم زراعة الخلايا الجذعية بعناية والسماح لها بالنمو حول السقالات، لتشكل جزءًا من الجسم يعمل بكامل طاقته. تكمن جاذبية هذا النهج في أنه يقلل بشكل كبير من احتمالية رفض الجسم للعضو المزروع. بعد كل شيء، تم بناؤه من خلاياهم الخاصة!

بالإضافة إلى ذلك، فهو يخفف الضغط من نظام التبرع بالأعضاء الذي نادرًا ما يكون لديه ما يكفي من الأعضاء التي تشتد الحاجة إليها. لسوء الحظ، توفيت هانا وارين في وقت لاحق نفس السنةلكن إرث هذا الإجراء لا يزال قائمًا بينما يتصارع العلماء حول إمكانيات وقيود هذا الطب التجديدي - بناء الأعضاء من الخلايا الجذعية.

بحسب ماكياريني في مبضعفي عام 2012، "إن الإمكانات النهائية لهذا العلاج القائم على الخلايا الجذعية هي تجنب التبرع البشري وتثبيط المناعة مدى الحياة والقدرة على استبدال الأنسجة المعقدة، وعاجلاً أم آجلاً، أعضاء كاملة."

وسرعان ما تبع الجدل هذه الفترة المبهجة على ما يبدو. أعرب النقاد عن آرائهم في أوائل عام 2014 في الافتتاحية في ال مجلة جراحة الصدر والقلب والأوعية الدمويةالتشكيك في معقولية أساليب ماكياريني وإظهار القلق بشأن ارتفاع معدلات الوفيات بسبب الإجراءات المماثلة. وفي وقت لاحق من ذلك العام، قام معهد كارولينسكا في ستوكهولم، وهي جامعة طبية مرموقة يعمل فيها ماتشياريني كأستاذ زائر، بدأت التحقيقات في عمله. بينما كان ماكياريني تمت تبرئته من سوء السلوك وفي وقت سابق من هذا العام، أظهر التردد في المجتمع العلمي بشأن الأخطاء في مثل هذا العمل النقدي والجديد. ومع ذلك، هناك التجارب السريرية تجري حاليًا في الولايات المتحدة اختبار سلامة وفعالية زراعة القصبة الهوائية باستخدام الخلايا الجذعية، ومن المتوقع أن تكتمل الدراسة بحلول نهاية هذا العام.

إن الإجراء الجديد الذي اتبعه ماكياريني ليس هو الخطوة الوحيدة للأمام في إنشاء أعضاء مخصصة - فقد أدى ظهور الطابعة ثلاثية الأبعاد إلى جعل المجتمع جاهزًا لطباعة كل شيء بدءًا من أقلام الرصاص وحتى العظام. تمكنت مجموعة من الباحثين من جامعة برينستون من طباعة نموذج أولي لأذن إلكترونية وظيفية في عام 3، وهو ما يبدو وكأنه منذ دهور نظرًا لمدى سرعة تطور التكنولوجيا (انظر مقالتهم في نانو رسائل). أصبحت الطباعة ثلاثية الأبعاد تجارية الآن، وربما يكون هناك سباق بين شركات التكنولوجيا الحيوية لمعرفة من يستطيع تسويق أول عضو مطبوع ثلاثي الأبعاد.

شركة مقرها سان دييغو اورجانوفو تم طرحها للاكتتاب العام في عام 2012، وتستخدم تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لتعزيز الأبحاث الطبية الحيوية، على سبيل المثال، من خلال إنتاج أكباد صغيرة بكميات كبيرة لاستخدامها في اختبار الأدوية. تتمثل مزايا الطباعة ثلاثية الأبعاد في أنها لا تتطلب السقالات الأولية وتوفر مرونة أكبر بكثير - حيث يمكن للمرء أن ينسج البنية التحتية الإلكترونية مع الأنسجة البيولوجية ويدخل وظائف جديدة في الأعضاء. لا توجد دلائل حتى الآن على طباعة أعضاء كاملة لزراعتها في البشر، ولكن محرك الأقراص موجود كما هو موضح من خلال شراكة أورجانوفو مع مؤسسة متوشالح - من بنات أفكار أوبري دي جراي سيئة السمعة.

مؤسسة متوشالح هي منظمة غير ربحية تمول أبحاث وتطوير الطب التجديدي، وتفيد التقارير أنها تتبرع بأكثر من 4 ملايين دولار لمختلف الشركاء. في حين أن هذا ليس كثيرًا من حيث البحث والتطوير العلمي – وفقًا لـ الشرق الأوسطإذ تستطيع شركات الأدوية الكبرى أن تنفق ما يتراوح بين 15 مليون دولار إلى 13 مليار دولار على كل دواء، كما أن مشاريع البحث والتطوير في مجال التكنولوجيا الحيوية قابلة للمقارنة، فهي لا تزال أموالاً طائلة.

العيش لفترة أطول ومأساة تيثونوس

في الأساطير اليونانية، تيثونوس هو عاشق إيوس، تيتان الفجر. تيثونوس هو ابن ملك وحورية ماء، لكنه فانٍ. إيوس، التي تحاول يائسة إنقاذ حبيبها من الموت في نهاية المطاف، تتوسل إلى الإله زيوس ليمنح تيثونوس الخلود. يمنح زيوس بالفعل الخلود لتيثونوس، ولكن في تطور قاس، تدرك إيوس أنها نسيت أن تطلب الشباب الأبدي أيضًا. يعيش تيثونوس إلى الأبد، لكنه يستمر في التقدم في السن ويفقد قدراته.

يقول: "العمر الخالد إلى جانب الشباب الخالد / وكل ما كنته في الرماد". ألفريد تينيسون في قصيدة مكتوبة من منظور الرجل الملعون إلى الأبد. إذا تمكنا من إقناع أجسادنا بأن تستمر لمدة أطول مرتين، فليس هناك ما يضمن أن عقولنا ستحذو حذونا. يقع العديد من الأشخاص فريسة لمرض الزهايمر أو أنواع أخرى من الخرف قبل أن تبدأ صحتهم الجسدية في التدهور. لقد كان من الشائع على نطاق واسع أن الخلايا العصبية لا يمكن تجديدها، وبالتالي فإن الوظيفة الإدراكية ستنخفض بشكل لا رجعة فيه مع مرور الوقت.

ومع ذلك، فقد أثبتت الأبحاث الآن بشكل راسخ أنه يمكن في الواقع تجديد الخلايا العصبية وإظهار "اللدونة"، وهي القدرة على تشكيل مسارات جديدة وإنشاء اتصالات جديدة في الدماغ. في الأساس، يمكنك تعليم كلب عجوز حيلًا جديدة. لكن هذا لا يكفي لمنع فقدان الذاكرة على مدى عمر يبلغ 160 عامًا (قد يكون عمري المستقبلي الذي سأقوله مثيرًا للضحك بالنسبة إلى دي جراي، الذي يدعي أن عمر البشر قد يصل إلى 600 عام). لا يكاد يكون من المرغوب فيه أن نعيش حياة طويلة دون أي قدرات عقلية للاستمتاع بها، لكن التطورات الجديدة الغريبة تشير إلى أنه قد يكون هناك أمل حتى الآن في إنقاذ عقولنا وأرواحنا من الذبول.

في أكتوبر 2014، بدأ فريق من الباحثين في جامعة ستانفورد حملة حظيت بتغطية إعلامية كبيرة التجارب السريرية التي اقترحت حقن مرضى الزهايمر بالدم من متبرعين شباب. تتمتع فرضية الدراسة بنوعية مروعة معينة، والتي قد يشكك فيها الكثير منا، ولكنها تعتمد على بحث واعد تم إجراؤه بالفعل على الفئران.

في يونيو 2014، تم نشر مقال في الطبيعة مجلة من إعداد مجموعة من العلماء من جامعة ستانفورد توضح بالتفصيل كيف أدى نقل الدم الشاب إلى الفئران الأكبر سنًا إلى عكس آثار الشيخوخة في الدماغ من المستوى الجزيئي إلى المستوى المعرفي. وأظهر البحث أن الفئران الأكبر سنا، عند تلقيها دماء شابة، ستنمو خلاياها العصبية مرة أخرى، وتظهر المزيد من الاتصال في الدماغ، وتتمتع بذاكرة ووظيفة معرفية أفضل. في مقابلة مع وصيوقال توني ويس كوراي – أحد العلماء الرئيسيين العاملين في هذا البحث، وأستاذ علم الأعصاب في جامعة ستانفورد –: “هذا يفتح مجالًا جديدًا تمامًا. فهو يخبرنا أن عمر الكائن الحي، أو عضو مثل الدماغ، ليس مكتوبًا بالحجر. إنه طيع. يمكنك تحريكه في اتجاه أو آخر."

من غير المعروف بالضبط ما هي العوامل الموجودة في الدم والتي تسبب مثل هذه التأثيرات الدراماتيكية، لكن النتائج على الفئران كانت واعدة بما يكفي للسماح بالموافقة على التجارب السريرية على البشر. إذا سارت الأبحاث بشكل جيد، فمن المحتمل أن نتمكن من تحديد العوامل الفردية التي تجدد أنسجة المخ البشري وتنتج دواءً قد يعكس مرض الزهايمر ويبقينا في حل الكلمات المتقاطعة حتى نهاية الوقت.