Az öregedés tudománya: Élhetünk-e örökké, és kell?
Az öregedés tudománya: Élhetünk-e örökké, és kell?
Az öregedés a mindennapi ember számára egyszerűen az idő múlásának eredménye. Az öregedés fizikailag megteszi a hatását, ősz hajszálakban, ráncokban és memóriazavarokban nyilvánul meg. Végül a tipikus kopás felhalmozódása átadja helyét a súlyosabb betegségeknek és patológiáknak, mint például a rák, az Alzheimer-kór vagy a szívbetegség. Aztán egy napon mindannyian kilélegzünk egy utolsó lélegzetet, és belemerülünk a végső ismeretlenbe: a halálba. Az öregedésnek ez a leírása, bármennyire is homályos és nem végleges, alapvetően mindannyiunk számára ismert.
Mindazonáltal ideológiai váltás történik, amely forradalmasíthatja az életkor megértésének és megélésének módját. Az öregedés biológiai folyamataival foglalkozó, feltörekvő kutatások és az életkorral összefüggő betegségeket célzó orvosbiológiai technológiák fejlesztése az öregedéssel szembeni határozott megközelítést jelenti. Az öregedés valójában már nem időfüggő folyamat, hanem inkább különálló mechanizmusok felhalmozódása. Ehelyett az öregedést jobban lehetne magának betegségnek minősíteni.
Lépjen be Aubrey de Grey, a cambridge-i PhD számítástechnikai háttérrel, és autodidakta orvosbiológiai gerontológus. Hosszú szakálla van, amely nádszerű mellkasán és törzsén folyik. Gyorsan beszél, a szavak bájos brit akcentussal törnek ki a száján. A gyorstüzelő beszéd egyszerűen csak egy karakter furcsaság, vagy abból a sürgős érzésből alakulhatott ki, amelyet az öregedés elleni háborúval kapcsolatban érez. De Gray a társaság társalapítója és tudományos igazgatója SENS Kutatási Alapítvány, egy jótékonysági szervezet, amelynek célja az életkorral összefüggő betegségek kutatásának és kezelésének előmozdítása.
De Gray emlékezetes karakter, ezért tölt sok időt azzal, hogy előadásokat tart, és összehívja az embereket az anti-aging mozgalomért. című epizódjában TED Rádióóra az NPR-től, azt jósolja, hogy "alapvetően azok a dolgok, amelyekbe 100 vagy 200 évesen belehalhattok, pontosan ugyanazok, mint azok, amelyekbe 20 vagy 30 évesen belehalhattok."
Figyelmeztetés: sok tudós sietne rámutatni arra, hogy az ilyen előrejelzések spekulatívak, és végleges bizonyítékokra van szükség, mielőtt ilyen nagy állításokat tenne. Valójában 2005-ben az MIT Technology Review bejelentette a SENS Challenge20,000 10,000 dollárt ajánlott fel minden molekuláris biológusnak, aki kellőképpen be tudta bizonyítani, hogy a SENS állításai az öregedés visszafordításával kapcsolatban „méltatlanok a tanult vitára”. Eddig senki nem igényelte a teljes díjat, kivéve egy figyelemreméltó beadványt, amelyet a bírák elég ékesszólónak találtak ahhoz, hogy XNUMX XNUMX dollárt keressenek. Ez azonban hagyja, hogy mi, halandók olyan bizonyítékokkal küzdjünk, amelyek a legjobb esetben sem meggyőzőek, de elég ígéretesek ahhoz, hogy megérdemeljék. következményeinek mérlegelése.
A kutatások halmainak és a túlságosan optimista címsoroknak a szitálása után úgy döntöttem, hogy csak néhány kulcsfontosságú kutatási területre összpontosítok, amelyek kézzelfogható technológiával és terápiákkal rendelkeznek az öregedéssel és az életkorral összefüggő betegségekkel kapcsolatban.
A gének birtokolják a kulcsot?
Az élet tervrajza megtalálható a DNS-ünkben. DNS-ünk tele van kódokkal, amelyeket „géneknek” nevezünk; A gének határozzák meg, hogy milyen színű lesz a szeme, milyen gyors az anyagcseréje, és hogy kialakul-e valamilyen betegség. Az 1990-es években Cynthia Kenyon, a San Francisco-i Egyetem biokémiai kutatója, aki nemrégiben 15-ben a tudomány legjobb 2015 nője közé választotta. Business Insider, bevezetett egy paradigmaváltó ötletet – hogy a gének azt is kódolhatják, hogy mennyi ideig élünk, és bizonyos gének be- vagy kikapcsolása meghosszabbíthatja az egészséges életet. Kezdeti kutatásai arra irányultak C. Elegans, apró férgek, amelyeket modellszervezetként használnak a kutatáshoz, mert nagyon hasonló genomfejlődési ciklusaik vannak az emberekéhez. Kenyon úgy találta, hogy egy adott gén – a Daf2 – kikapcsolása azt eredményezte, hogy férgei kétszer olyan sokáig éltek, mint a hagyományos férgek.
Még izgalmasabb, hogy a férgek nem egyszerűen tovább éltek, hanem egészségesebbek is voltak. Képzeld el, hogy 80 évig élsz, és ebből az életed gyarlóságokkal és betegségekkel küzdve telik el. Lehet, hogy tétovázna valaki a 10 éves életkort illetően, ha ez azt jelentené, hogy 90 éven át az életkorral összefüggő betegségekben és alacsonyabb életminőségben kell eltöltenie. De Kenyon férgei 20 éves korig éltek, és ebből az életből mindössze 160 évet töltöttek „idős korban”. Egy cikkben a Az őrző, Kenyon nyilvánosságra hozta azt, amit néhányunk csak titokban remélt; „Csak azt gondolod: „Hűha. Talán én lehetek az a hosszú életű féreg.” Azóta a Kenyon úttörő szerepet játszik az öregedési folyamatot irányító gének azonosításában.
Az ötlet az, hogy ha találunk egy mestergént, amely szabályozza az öregedési folyamatot, akkor olyan gyógyszereket fejleszthetünk ki, amelyek megszakítják a gén útvonalát, vagy géntechnológiai technikákat alkalmazhatunk a gén teljes megváltoztatására. 2012-ben egy cikk a Tudomány megjelent a géntechnológia új technikájáról, a CRISPR-Cas9-ről (könnyebben CRISPR-nek nevezik). A CRISPR a következő években végigsöpört a kutatólaboratóriumokon világszerte, és beharangozták Természet mint az elmúlt évtized legnagyobb technológiai előrelépése az orvosbiológiai kutatásban.
A CRISPR egy egyszerű, olcsó és hatékony módszer a DNS szerkesztésére, amely az RNS egy szegmensét – a postagalamb biokémiai megfelelőjét – használja, amely a szerkesztő enzimeket a cél DNS-csíkhoz irányítja. Ott az enzim gyorsan ki tudja vágni a géneket, és újakat illeszt be. Fantasztikusnak tűnik, hogy képesek vagyunk „szerkeszteni” az emberi genetikai szekvenciákat. Elképzelem, hogy a tudósok DNS-kollázsokat készítenek a laboratóriumban, géneket vágnak és ragasztanak be, mint a gyerekek egy kézműves asztalnál, és teljesen eldobják a nem kívánt géneket. A bioetikusok rémálma lenne olyan protokollokat létrehozni, amelyek szabályozzák az ilyen technológiát és azt, hogy kire használják.
Például az év elején felzúdulást keltett, amikor egy kínai kutatólaboratórium közzétette, hogy kísérletet tett emberi embriók genetikai módosítására (nézze meg az eredeti cikket: Fehérje és sejt, és az azt követő kerfuffle at Természet). A tudósok azt vizsgálták, hogy a CRISPR képes-e megcélozni a β-talaszémiáért, egy örökletes vérbetegségért felelős gént. Eredményeik azt mutatták, hogy a CRISPR-nek sikerült kihasítania a β-thalassaemia gént, de hatással volt a DNS szekvencia más részeire is, ami nem kívánt mutációkat eredményezett. Az embriók nem maradtak életben, ami még inkább hangsúlyozza a megbízhatóbb technológia szükségességét.
Ami az öregedést illeti, úgy gondolják, hogy a CRISPR felhasználható az életkorral összefüggő gének megcélzására és az öregedési folyamat lelassítására szolgáló útvonalak be- és kikapcsolására. Ez a módszer ideális esetben vakcinázással is megvalósítható, de a technológia közel sem áll e cél eléréséhez, és senki sem tudja határozottan megmondani, hogy valaha is sikerül-e. Úgy tűnik, hogy az emberi genom alapjaiban történő újratervezése és életmódunk megváltoztatása (potenciálisan) a sci-fi része marad – egyelőre.
Bionikus lények
Ha az öregedés dagályát nem lehet genetikai szinten megállítani, akkor olyan mechanizmusokat kereshetünk, amelyek az öregedési folyamat megszakítására és az egészséges élet meghosszabbítására irányulnak. A történelem e pillanatában mindennaposak a végtagprotézisek és a szervátültetések – látványos mérnöki bravúrok, ahol életek megmentése érdekében továbbfejlesztettük, sőt időnként teljesen kicseréltük biológiai rendszereinket és szerveinket. Továbbra is feszegetjük az emberi interfész határait; A technológia, a digitális valóság és az idegen anyagok jobban beépültek társadalmi és fizikai testünkbe, mint valaha. Ahogy az emberi szervezet szélei elmosódnak, azon tűnődöm, hogy mikor nem tekinthetjük magunkat már szigorúan „embernek”?
Egy fiatal lány, Hannah Warren 2011-ben született légcső nélkül. Egyedül nem tudott beszélni, enni vagy nyelni, és kilátásai sem voltak jók. 2013-ban azonban átesett a úttörő eljárás hogy a saját őssejtjeiből növesztett légcsövet ültetett be. Hannah felébredt az eljárásból, és életében először tudott lélegezni, gépek nélkül. Ez az eljárás nagy médiafigyelmet kapott; fiatal, kedves megjelenésű lány volt, és ez volt az első alkalom, hogy az eljárást végrehajtották az Egyesült Államokban
Egy Paolo Macchiarini nevű sebész azonban már öt évvel korábban úttörőként végezte ezt a kezelést Spanyolországban. A technika egy olyan állvány megépítését igényli, amely mesterséges nanoszálakból utánozza a légcsövet. Az állványzatot ezután a páciens csontvelőjéből gyűjtött saját őssejtjeivel „beültetik”. Az őssejteket gondosan tenyésztik, és hagyják, hogy az állvány körül növekedjenek, teljesen működőképes testrészt képezve. Az ilyen megközelítés vonzereje az, hogy drasztikusan csökkenti annak lehetőségét, hogy a szervezet kilökje az átültetett szervet. Hiszen a saját sejtjeikből épül fel!
Ezenkívül enyhíti a szervadományozási rendszer nyomását, amely ritkán rendelkezik elegendő mennyiségű égetően szükséges szervekkel. Hannah Warren sajnos később elhunyt ugyanabban az évben, de ennek az eljárásnak az öröksége tovább él, miközben a tudósok küzdenek az ilyen regeneratív gyógyászat lehetőségeiért és korlátaiért – az őssejtekből szerveket építeni.
Macchiarini szerint a Gerely2012-ben „Ennek az őssejt-alapú terápiának a végső lehetősége az emberi adományozás és az élethosszig tartó immunszuppresszió elkerülése, valamint az összetett szövetek és előbb-utóbb egész szervek pótlása.”
Ezt a látszólag ujjongó időszakot hamarosan vita követte. A kritikusok 2014 elején hangot adtak véleményüknek egy szerkesztőségi a Thoracic and Cardiovascular Surgery folyóirat, megkérdőjelezi Macchiarini módszereinek hitelességét, és aggodalmát fejezi ki a hasonló eljárások magas halálozási aránya miatt. Még abban az évben a stockholmi Karolinska Institute, egy tekintélyes orvosi egyetem, ahol Macchiarini vendégprofesszor, vizsgálatokat indított a munkájába. Míg Macchiarini volt felmentették a kötelességszegés alól az év elején bizonyította a tudományos közösség tétovázását az ilyen kritikus és új munkák során elkövetett tévedések miatt. Ennek ellenére van egy klinikai vizsgálat Jelenleg az Egyesült Államokban folyik az őssejt-módosított légcső-transzplantáció biztonságosságának és hatékonyságának tesztelése, és a tanulmány a becslések szerint ez év végére fejeződik be.
Macchiarini újszerű eljárása nem az egyetlen előrelépés a testre szabott szervek létrehozásában – a 3D nyomtató megjelenésével a társadalom készen áll arra, hogy a ceruzától a csontokig mindent kinyomtasson. Princetoni kutatók egy csoportjának sikerült kinyomtatnia egy funkcionális bionikus fül prototípusát 2013-ban, ami korszakokkal ezelőttinek tűnik, tekintve, hogy milyen gyorsan fejlődik a technológia (lásd cikküket Nano Letters). A 3D nyomtatás már kereskedelmi forgalomba került, és a biotechnológiai cégek versenyt folytathatnak, hogy ki tudja piacra dobni az első 3D nyomtatott orgonát.
San Diego-i székhelyű cég Organovo 2012-ben került tőzsdére, és 3D nyomtatási technológiát használt az orvosbiológiai kutatások előmozdítására, például apró májak tömeggyártásával, amelyeket gyógyszertesztekben használnak fel. A 3D nyomtatás előnye, hogy nem igényel kezdeti állványzatot, és sokkal nagyobb rugalmasságot biztosít – potenciálisan az elektronikus infrastruktúrát össze lehet fonni a biológiai szövettel, és új funkciókat lehet beilleszteni a szervekbe. Egyelőre nincs jele annak, hogy teljesen kiforrott szerveket nyomtatnának emberi átültetésre, de a lendület megvan, amint azt az Organovo és a Methuselah Alapítvány – a hírhedt Aubrey de Grey újabb agyszüleménye.
A Matuzsálem Alapítvány egy non-profit szervezet, amely a regeneratív orvoslás kutatását és fejlesztését finanszírozza, és állítólag több mint 4 millió dollárt adományoz különböző partnereknek. Bár ez a tudományos K+F szempontjából nem sok – szerint Forbes, a nagy gyógyszergyártók 15-13 milliárd dollárt költhetnek gyógyszerenként, és a biotechnológiai K+F is hasonló – ez még mindig sok pénz.
Tovább élni és Tithonus tragédiája
A görög mitológiában Tithonus Eosz szeretője, a hajnali titán. Tithonus egy király és egy vízi nimfa fia, de halandó. Eos, aki kétségbeesetten szeretné megmenteni szeretőjét a végső haláltól, könyörög Zeusz istennek, hogy ajándékozza meg Tithonusnak a halhatatlanságot. Zeusz valóban halhatatlanságot ajándékoz Tithonusnak, de egy kegyetlen fordulatban Eos rájön, hogy elfelejtette kérni az örök fiatalságot is. Tithonus örökké él, de tovább öregszik és elveszíti képességeit.
„Halhatatlan kor a halhatatlan ifjúság mellett / És minden, ami voltam, hamuban” – mondja Alfred tennyson az örökké elkárhozott ember szemszögéből írt versében. Ha képesek vagyunk rávenni a testünket, hogy kétszer annyi ideig bírja, nincs garancia arra, hogy elménk követni fogja a példáját. Sok ember áldozatává válik az Alzheimer-kórnak vagy más típusú demencia, mielőtt fizikai egészsége romlani kezd. Régen széles körben azt állították, hogy a neuronok nem regenerálhatók, így a kognitív funkció idővel visszafordíthatatlanul hanyatlik.
A kutatások azonban mára szilárdan megállapították, hogy a neuronok valójában regenerálhatók, és „plaszticitást” mutatnak, ami az a képesség, hogy új utakat alakítsanak ki és új kapcsolatokat hozzanak létre az agyban. Alapvetően egy öreg kutyát meg lehet tanítani új trükkökre. De ez aligha elég ahhoz, hogy megakadályozza a memóriavesztést egy 160 éves élettartam alatt (a jövőbeli élettartamom nevetséges lenne de Greynek, aki azt állítja, hogy az emberek akár 600 éves kort is elérhetnek). Aligha kívánatos hosszú életet élni szellemi képességek nélkül, hogy élvezhessük, de furcsa új fejlemények azt mutatják, hogy még van remény arra, hogy megmentsük elménket és szellemünket az elsorvadástól.
2014 októberében a Stanford Egyetem kutatócsoportja nagy nyilvánosságot kapott klinikai vizsgálat amely azt javasolta, hogy az Alzheimer-kórban szenvedő betegeket fiatal donoroktól származó vérrel fújják be. A tanulmány előfeltevésének van egy bizonyos kísérteties tulajdonsága, amellyel kapcsolatban sokan szkeptikusak lennénk, de az egereken már végzett ígéretes kutatásokon alapul.
2014 júniusában megjelent egy cikk Természet magazinban egy stanfordi tudóscsoport részletezi, hogy a fiatal vér átömlesztése idősebb egerekbe hogyan fordította vissza az öregedés hatásait az agyban a molekuláris szintről a kognitív szintre. A kutatás kimutatta, hogy az idősebb egerek fiatal vért kapva visszanőttek a neuronokba, jobban összekapcsolódnak az agyban, és jobb a memóriájuk és a kognitív funkciójuk. Egy interjúban a Gyám, Tony Wyss-Coray – a kutatás egyik vezető tudósa és a Stanford neurológus professzora – azt mondta: „Ez egy teljesen új területet nyit meg. Azt mondja nekünk, hogy egy szervezet vagy egy olyan szerv kora, mint az agy, nincs kőbe írva. Képlékeny. Elmozdíthatod egyik vagy másik irányba."
Nem ismert pontosan, hogy a vérben milyen tényezők okoznak ilyen drámai hatásokat, de az egereken elért eredmények elég ígéretesek voltak ahhoz, hogy lehetővé tegyék az embereken végzett klinikai vizsgálat jóváhagyását. Ha a kutatás jól halad, akkor potenciálisan azonosíthatunk olyan egyedi tényezőket, amelyek megfiatalítják az emberi agyszövetet, és létrehozhatunk egy olyan gyógyszert, amely visszafordíthatja az Alzheimer-kórt, és az idők végezetéig a keresztrejtvények megoldásában tarthat.
