Gwyddor heneiddio: A allwn ni fyw am byth, ac a ddylem ni?

Yn syml, heneiddio i'r dynol bob dydd yw canlyniad treigl amser. Mae heneiddio yn cymryd ei doll yn gorfforol, gan amlygu ei hun mewn blew llwyd, crychau, a rhwystrau cof. Yn y pen draw, mae'r casgliad o draul nodweddiadol yn arwain at glefydau a phatholeg mwy difrifol, fel canser, neu Alzheimer, neu glefyd y galon. Yna, un diwrnod rydyn ni i gyd yn anadlu allan anadl olaf ac yn plymio i'r anhysbys eithaf: marwolaeth. Mae'r disgrifiad hwn o heneiddio, mor annelwig ac answyddogol ag y gall fod, yn rhywbeth mor sylfaenol hysbys i bob un ohonom.

Fodd bynnag, mae newid ideolegol yn digwydd a allai chwyldroi'r ffordd yr ydym yn deall ac yn profi oedran. Mae ymchwil sy'n dod i'r amlwg ar brosesau biolegol heneiddio, a datblygu technolegau biofeddygol sy'n targedu clefydau sy'n gysylltiedig ag oedran, yn arwydd o ymagwedd wahanol tuag at heneiddio. Mewn gwirionedd, nid yw heneiddio bellach yn cael ei ystyried yn broses sy'n dibynnu ar amser, ond yn hytrach yn gasgliad o fecanweithiau arwahanol. Yn lle hynny, gallai heneiddio gael ei gymhwyso'n well fel clefyd ei hun.

Ewch i mewn i Aubrey de Grey, PhD Caergrawnt gyda chefndir mewn cyfrifiadureg, a gerontolegydd biofeddygol hunanddysgedig. Mae ganddo farf hir sy'n llifo dros ei frest tebyg i gorsen a'i torso. Mae’n siarad yn gyflym, geiriau’n rhuthro allan o’i enau mewn acen Brydeinig swynol. Gallai’r araith gyflym fod yn quirk cymeriad, neu gallai fod wedi esblygu o’r ymdeimlad o frys y mae’n ei deimlo ynghylch y rhyfel y mae’n ei ymladd yn erbyn heneiddio. De Gray yw cyd-sylfaenydd a Phrif Swyddog Gwyddoniaeth Sefydliad Ymchwil SENS, elusen sy'n ymroddedig i hyrwyddo ymchwil a thriniaeth ar gyfer clefydau sy'n gysylltiedig ag oedran.

Mae De Gray yn gymeriad cofiadwy, a dyna pam ei fod yn treulio llawer o amser yn rhoi sgyrsiau ac yn ralïo pobl ar gyfer y mudiad gwrth-heneiddio. Ar bennod o Awr Radio TED gan NPR, mae’n rhagweld “Yn y bôn, byddai’r mathau o bethau y gallech chi farw ohonynt yn 100 neu 200 oed yn union yr un fath â’r mathau o bethau y gallech farw ohonynt yn 20 neu 30 oed.”

Cafeat: byddai llawer o wyddonwyr yn gyflym i nodi bod rhagfynegiadau o'r fath yn ddamcaniaethol a bod angen tystiolaeth bendant cyn gwneud honiadau mawreddog o'r fath. Mewn gwirionedd, yn 2005, cyhoeddodd MIT Technology Review y Her SENS, gan gynnig $20,000 i unrhyw fiolegydd moleciwlaidd a allai ddangos yn ddigonol bod honiadau SENS ynghylch gwrthdroi heneiddio yn “annheilwng o ddadl ddysgedig”. Hyd yn hyn, nid oes neb wedi hawlio'r wobr lawn ac eithrio un cyflwyniad nodedig y teimlai'r beirniaid oedd yn ddigon huawdl i ennill $10,000. Mae hyn yn gadael y gweddill ohonom, fodd bynnag, yn feidrolion i fynd i'r afael â thystiolaeth sy'n amhendant ar y gorau, ond yn ddigon addawol i'w haeddu. ystyried ei oblygiadau.

Ar ôl sifftio trwy dwmpathau o ymchwil a phenawdau rhy optimistaidd, rwyf wedi penderfynu canolbwyntio ar ychydig o feysydd ymchwil allweddol yn unig sydd â thechnoleg a therapïau diriaethol yn ymwneud â heneiddio a chlefydau sy'n gysylltiedig ag oedran.

A yw genynnau yn dal yr allwedd?

Mae'r glasbrint ar gyfer bywyd i'w weld yn ein DNA. Mae ein DNA yn llawn o godau rydyn ni’n eu galw’n ‘genynnau’; genynnau sy'n pennu pa liw fydd eich llygaid, pa mor gyflym yw'ch metaboledd, ac a fyddwch chi'n datblygu clefyd penodol. Yn y 1990au, mae Cynthia Kenyon, ymchwilydd biocemeg ym Mhrifysgol San Francisco ac yn ddiweddar wedi enwi un o'r 15 menyw orau mewn gwyddoniaeth yn 2015 gan Insider Busnes, cyflwyno syniad sy’n newid patrwm – y gallai genynnau hefyd amgodio am ba mor hir rydym yn byw, a gallai troi rhai genynnau ymlaen neu eu diffodd ymestyn oes iach. Roedd ei hymchwil cychwynnol yn canolbwyntio ar C. Elegans, mwydod bach a ddefnyddir fel organebau model ar gyfer ymchwil oherwydd bod ganddynt gylchoedd datblygu genomau tebyg iawn i fodau dynol. Canfu Kenyon fod diffodd genyn penodol – Daf2 – yn golygu bod ei llyngyr yn byw ddwywaith mor hir â llyngyr arferol.

Hyd yn oed yn fwy cyffrous, nid oedd y mwydod yn byw'n hirach yn unig, ond roeddent yn iachach yn hirach hefyd. Dychmygwch eich bod yn byw i 80 a 10 mlynedd o'r bywyd hwnnw'n cael ei dreulio'n brwydro ag eiddilwch ac afiechyd. Efallai y bydd rhywun yn betrusgar ynghylch byw i 90 pe bai'n golygu treulio 20 mlynedd o fywyd yn dioddef o afiechydon sy'n gysylltiedig ag oedran ac ansawdd bywyd is. Ond bu mwydod Kenyon fyw i’r hyn oedd yn cyfateb i ddynolryw o 160 mlynedd a dim ond 5 mlynedd o’r bywyd hwnnw a dreuliwyd mewn ‘henaint’. Mewn erthygl yn The Guardian, Cynygiodd Kenyon yr hyn na fuasai rhai o honom ond yn ei obeithio yn ddirgel ; “Rydych chi'n meddwl, 'Wow. Efallai y gallwn i fod y mwydyn hirhoedlog hwnnw.” Ers hynny, mae Kenyon wedi bod yn arloesi mewn ymchwil i ganfod genynnau sy'n rheoli'r broses heneiddio.

Y syniad yw, os gallwn ddod o hyd i brif enyn sy'n rheoli'r broses heneiddio, yna gallwn ddatblygu cyffuriau sy'n torri ar draws llwybr y genyn hwnnw, neu ddefnyddio technegau peirianneg genetig i'w newid yn gyfan gwbl. Yn 2012, erthygl yn Gwyddoniaeth ei gyhoeddi am dechneg newydd o beirianneg enetig o'r enw CRISPR-Cas9 (cyfeirir ato'n haws fel CRISPR). Ysgubodd CRISPR trwy labordai ymchwil ledled y byd y blynyddoedd canlynol a chafodd ei gyhoeddi natur fel y datblygiad technolegol mwyaf mewn ymchwil biofeddygol ers dros ddegawd.

Mae CRISPR yn ddull syml, rhad ac effeithiol o olygu DNA sy’n defnyddio segment o RNA – cyfwerth biocemegol colomennod cludo – sy’n arwain golygu ensymau i stribed DNA targed. Yno, gall yr ensym dorri genynnau yn gyflym a mewnosod rhai newydd. Mae’n ymddangos yn ffantastig, i allu ‘golygu’ dilyniannau genetig dynol. Rwy'n dychmygu gwyddonwyr yn creu collages o DNA yn y labordy, yn torri a gludo genynnau fel plant wrth fwrdd crefft, gan daflu'r genynnau diangen yn gyfan gwbl. Hunllef biofoesegydd fyddai creu protocolau sy’n rheoleiddio sut mae technoleg o’r fath yn cael ei defnyddio, ac ar bwy.

Er enghraifft, bu cynnwrf yn gynharach eleni pan gyhoeddodd labordy ymchwil Tsieineaidd ei fod wedi ceisio addasu embryonau dynol yn enetig (edrychwch ar yr erthygl wreiddiol yn Protein a Cell, a'r kerfuffle dilynol yn natur). Roedd y gwyddonwyr yn ymchwilio i botensial CRISPR i dargedu'r genyn sy'n gyfrifol am β-thalasaemia, anhwylder gwaed etifeddol. Dangosodd eu canlyniadau fod CRISPR wedi llwyddo i hollti'r genyn β-thalasaemia, ond roedd hefyd yn effeithio ar rannau eraill o'r dilyniant DNA gan arwain at fwtaniadau anfwriadol. Ni oroesodd yr embryonau, sy'n pwysleisio'n fwy fyth yr angen am dechnoleg fwy dibynadwy.

Gan ei fod yn ymwneud â heneiddio, dychmygir y gellir defnyddio CRISPR i dargedu genynnau sy’n gysylltiedig ag oedran a throi ymlaen neu oddi ar lwybrau a fyddai’n helpu i arafu’r broses heneiddio. Gallai'r dull hwn gael ei gyflwyno, yn ddelfrydol, trwy frechu, ond nid yw'r dechnoleg yn agos at gyrraedd y nod hwn ac ni all neb ddweud yn bendant a wnaiff byth. Mae'n ymddangos bod ail-lunio'r genom dynol yn sylfaenol a newid y ffordd rydyn ni'n byw ac (o bosibl) yn marw yn parhau i fod yn rhan o ffuglen wyddonol - am y tro.

Bodau Bionic

Os na ellir atal y llanw o heneiddio ar y lefel enetig, yna gallwn edrych ar fecanweithiau ymhellach i lawr y llwybr i dorri ar draws y broses heneiddio ac ymestyn bywydau iach. Ar hyn o bryd mewn hanes, mae trawsblaniadau organau a breichiau prosthetig yn gyffredin – campau peirianneg ysblennydd lle rydym wedi gwella, ac ar adegau disodli’n gyfan gwbl, ein systemau a’n horganau biolegol er mwyn achub bywydau. Rydym yn parhau i wthio ffiniau rhyngwyneb dynol; mae technoleg, realiti digidol, a mater tramor wedi'u gwreiddio'n fwy yn ein cyrff cymdeithasol a chorfforol nag erioed. Wrth i ymylon yr organeb ddynol fynd yn niwlog, dechreuaf feddwl tybed, ar ba bwynt na allwn mwyach ystyried ein hunain yn ‘ddynol’ llym?

Ganed merch ifanc, Hannah Warren, yn 2011 heb bibell wynt. Ni allai siarad, bwyta, na llyncu ar ei phen ei hun, ac nid oedd ei rhagolygon yn edrych yn dda. Yn 2013, fodd bynnag, cafodd a gweithdrefn sy'n torri tir newydd a fewnblannodd trachea a dyfwyd o'i bôn-gelloedd ei hun. Deffrodd Hannah o'r driniaeth a llwyddodd i anadlu, heb beiriannau, am y tro cyntaf yn ei bywyd. Cafodd y drefn hon lawer o sylw yn y cyfryngau; roedd hi'n ferch ifanc, melys ei golwg a dyma'r tro cyntaf erioed i'r driniaeth gael ei chyflawni yn yr Unol Daleithiau.

Fodd bynnag, roedd llawfeddyg o'r enw Paolo Macchiarini eisoes wedi arloesi'r driniaeth hon bum mlynedd ynghynt yn Sbaen. Mae'r dechneg yn gofyn am adeiladu sgaffald sy'n dynwared y tracea o nanoffibrau artiffisial. Yna caiff y sgaffaldiau ei ‘hadu’ gyda bôn-gelloedd y claf ei hun wedi’u cynaeafu o fêr ei esgyrn. Mae'r bôn-gelloedd yn cael eu meithrin yn ofalus a'u caniatáu i dyfu o amgylch y sgaffaldiau, gan ffurfio rhan corff cwbl weithredol. Apêl dull o'r fath yw ei fod yn lleihau'n sylweddol y posibilrwydd y bydd y corff yn gwrthod yr organ a drawsblannwyd. Wedi'r cyfan, mae'n cael ei adeiladu o'u celloedd eu hunain!

Yn ogystal, mae'n lleddfu'r pwysau o'r system rhoi organau sydd yn anaml â digon o gyflenwad o organau y mae dirfawr angen amdanynt. Yn anffodus, bu farw Hannah Warren yn ddiweddarach yr un flwyddyn, ond mae etifeddiaeth y driniaeth honno yn parhau wrth i wyddonwyr frwydro dros bosibiliadau a chyfyngiadau meddyginiaeth atgynhyrchiol o'r fath - adeiladu organau o fôn-gelloedd.

Yn ôl Macchiarini yn y Lancetyn 2012, “Potensial eithaf y therapi bôn-gelloedd hwn yw osgoi rhoi dynol a gwrthimiwnedd gydol oes a gallu disodli meinweoedd cymhleth ac, yn hwyr neu'n hwyrach, organau cyfan.”

Bu cryn ddadlau yn dilyn y cyfnod hwn a oedd yn edrych yn orfoleddus. Lleisiodd beirniaid eu barn yn gynnar yn 2014 mewn a golygyddol yn y Journal of Thorasic and Cardiofascular Surgery, yn cwestiynu hygrededd dulliau Macchiarini ac yn dangos pryder ynghylch cyfraddau marwolaethau uchel o driniaethau tebyg. Yn ddiweddarach y flwyddyn honno, mae Sefydliad Karolinska yn Stockholm, prifysgol feddygol fawreddog lle mae Macchiarini yn athro gwadd, lansio ymchwiliadau i mewn i'w waith. Tra yr oedd Macchiarini cael ei glirio o gamymddwyn yn gynharach eleni, mae'n dangos yr oedi yn y gymuned wyddonol ynghylch camsyniadau mewn gwaith mor feirniadol a newydd. Serch hynny, mae a treial clinigol ar waith ar hyn o bryd yn yr Unol Daleithiau yn profi diogelwch ac effeithiolrwydd y trawsblaniad tracheal bôn-gelloedd ac amcangyfrifir y bydd yr astudiaeth wedi'i chwblhau erbyn diwedd y flwyddyn hon.

Nid trefn newydd Macchiarini yw’r unig gam ymlaen wrth greu organau pwrpasol – mae gan ddyfodiad yr argraffydd 3D gymdeithas yn barod i argraffu popeth o bensiliau i esgyrn. Llwyddodd un grŵp o ymchwilwyr o Princeton i argraffu prototeip o glust bionig swyddogaethol yn 2013, sy'n ymddangos fel aeon yn ôl o ystyried pa mor gyflym y mae'r dechnoleg wedi bod yn datblygu (gweler eu herthygl yn Llythyrau Nano). Mae argraffu 3D wedi mynd yn fasnachol erbyn hyn, ac mae’n bosibl iawn y bydd ras i gwmnïau biotechnoleg weld pwy all farchnata’r organ argraffedig 3D gyntaf.

Cwmni o San Diego Organovo yn gyhoeddus yn 2012 ac mae wedi bod yn defnyddio technoleg argraffu 3D i hyrwyddo ymchwil biofeddygol, er enghraifft, trwy fasgynhyrchu iau bach i'w defnyddio mewn profion cyffuriau. Manteision argraffu 3D yw nad oes angen y sgaffaldiau cychwynnol arno ac mae'n darparu llawer mwy o hyblygrwydd - gallai un o bosibl gydblethu seilwaith electronig â'r meinwe biolegol a gosod swyddogaethau newydd yn organau. Nid oes unrhyw arwyddion eto o argraffu organau cyflawn ar gyfer trawsblannu dynol, ond mae’r ysgogiad yno fel y nodir gan bartneriaeth Organovo â’r sefydliad. Sefydliad Methuselah – syniad arall gan Aubrey de Grey, drwg-enwog.

Mae Sefydliad Methuselah yn sefydliad dielw sy'n ariannu ymchwil a datblygu meddygaeth adfywiol, gan roi dros $4 miliwn i bartneriaid amrywiol yn ôl pob sôn. Er nad yw hyn yn llawer o ran ymchwil a datblygu gwyddonol - yn ôl Forbes, gall cwmnïau fferyllol mawr wario unrhyw le o $15 miliwn i $13 biliwn y cyffur, ac mae ymchwil a datblygu biotechnoleg yn gymaradwy - mae'n dal i fod yn llawer o arian.

Byw yn hirach a thrasiedi Tithonus

Ym mytholeg Groeg, mae Tithonus yn gariad i Eos, Titan y wawr. Mae Tithonus yn fab i frenin a nymff dŵr, ond mae'n farwol. Mae Eos, sy'n ysu i achub ei chariad rhag marw yn y pen draw, yn erfyn ar y duw Zeus i roi anfarwoldeb i Tithonus. Mae Zeus yn wir yn rhoi anfarwoldeb i Tithonus, ond mewn tro creulon, mae Eos yn sylweddoli ei bod wedi anghofio gofyn am ieuenctid tragwyddol hefyd. Mae Tithonus yn byw am byth, ond mae'n parhau i heneiddio a cholli ei gyfadrannau.

“Oed anfarwol wrth ymyl ieuenctyd anfarwol / A’r cwbl oeddwn, mewn lludw” medd Alfred Tennyson mewn cerdd a ysgrifennwyd o safbwynt y dyn damnedig tragwyddol. Os gallwn berswadio ein cyrff i bara dwywaith cyhyd, nid oes unrhyw sicrwydd y bydd ein meddyliau yn dilyn yr un peth. Mae llawer o bobl yn mynd yn ysglyfaeth i Alzheimer’s neu fathau eraill o ddementia cyn i’w hiechyd corfforol ddechrau methu. Roedd yn arfer cael ei honni’n eang na ellir adfywio niwronau, felly byddai gweithrediad gwybyddol yn dirywio’n ddiwrthdro dros amser.

Fodd bynnag, mae ymchwil bellach wedi sefydlu’n gadarn y gellir mewn gwirionedd adfywio niwronau a dangos ‘plastigrwydd’, sef y gallu i ffurfio llwybrau newydd a chreu cysylltiadau newydd yn yr ymennydd. Yn y bôn, gallwch chi ddysgu triciau newydd i hen gi. Ond go brin fod hyn yn ddigon i atal colli cof dros oes o 160 o flynyddoedd (byddai fy oes yn y dyfodol yn chwerthinllyd i de Grey, sy'n honni y gallai bodau dynol gyrraedd mor hen â 600 oed). Prin y byddai yn ddymunol byw bywyd hir heb unrhyw alluoedd meddyliol i'w fwynhau, ond y mae datblygiadau newydd rhyfedd yn dangos y gallai fod gobaith eto i achub ein meddyliau a'n hysbrydoedd rhag gwywo.

Ym mis Hydref 2014, dechreuodd tîm o ymchwilwyr ym Mhrifysgol Stanford gyhoeddusrwydd mawr treial clinigol a oedd yn cynnig trwytho cleifion Alzheimer â gwaed gan roddwyr ifanc. Mae gan gynsail yr astudiaeth ansawdd arswydus arbennig, y byddai llawer ohonom yn amheus ohono, ond mae'n seiliedig ar ymchwil addawol a wnaed eisoes ar lygod.

Ym mis Mehefin 2014, cyhoeddwyd erthygl yn natur cylchgrawn gan grŵp o wyddonwyr o Stanford yn manylu ar sut mae trallwyso gwaed ifanc i lygod hŷn mewn gwirionedd wedi gwrthdroi effeithiau heneiddio yn yr ymennydd o'r lefel moleciwlaidd i'r lefel wybyddol. Dangosodd yr ymchwil y byddai llygod hŷn, ar ôl derbyn gwaed ifanc, yn tyfu niwronau yn ôl, yn dangos mwy o gysylltedd yn yr ymennydd, a bod ganddynt well cof a gweithrediad gwybyddol. Mewn cyfweliad gyda'r Gwarcheidwad, Dywedodd Tony Wyss-Coray – un o’r gwyddonwyr arweiniol sy’n gweithio ar yr ymchwil hwn, ac athro niwroleg yn Stanford, “Mae hyn yn agor maes cwbl newydd. Mae'n dweud wrthym nad yw oedran organeb, neu organ fel yr ymennydd, wedi'i ysgrifennu mewn carreg. Mae'n hydrin. Gallwch ei symud i un cyfeiriad neu'r llall.”

Nid yw'n hysbys yn union pa ffactorau yn y gwaed sy'n achosi effeithiau mor ddramatig, ond roedd y canlyniadau mewn llygod yn ddigon addawol i ganiatáu ar gyfer cymeradwyo treial clinigol mewn pobl. Os bydd yr ymchwil yn mynd yn ei flaen yn dda, yna mae'n bosibl y gallem nodi ffactorau unigol sy'n adfywio meinwe ymennydd dynol a chreu cyffur a allai wrthdroi Alzheimer's a'n cadw i ddatrys croeseiriau tan ddiwedd amser.