Наука за стареење: Дали можеме да живееме вечно и дали треба?

Стареењето на секојдневниот човек е едноставно резултат на одминувањето на времето. Стареењето го зема својот данок физички, манифестирајќи се со сиви влакна, брчки и икање на меморијата. На крајот, акумулацијата на типично абење и кинење отстапува место за посериозни болести и патологии, како што се ракот или Алцхајмерова болест или срцеви заболувања. Потоа, еден ден сите го издишуваме последниот здив и се фрламе во крајната непозната: смртта. Овој опис на стареењето, колку и да е нејасен и недефинитивен, е нешто толку фундаментално познато на секој од нас.

Сепак, се случува идеолошка промена која може да го револуционизира начинот на кој ја разбираме и доживуваме возраста. Новите истражувања за биолошките процеси на стареење и развојот на биомедицински технологии насочени кон болестите поврзани со стареењето, означуваат посебен пристап кон стареењето. Стареењето, всушност, повеќе не се смета за процес зависен од времето, туку за акумулација на дискретни механизми. Наместо тоа, стареењето би можело подобро да се квалификува како самата болест.

Внесете го Обри де Греј, доктор на науки во Кембриџ со искуство во компјутерски науки и самоук биомедицински геронтолог. Има долга брада која му тече над градите и торзото како трска. Зборува брзо, зборовите му излетуваат од устата со шармантен британски акцент. Говорот со брз оган може едноставно да биде карактерна чуда или може да еволуирал од чувството на итност што го чувствува во однос на војната што ја води против стареењето. Де Греј е ко-основач и главен директор за наука на Фондација за истражување SENS, добротворна организација која е посветена на унапредување на истражувањето и третманот за болести поврзани со возраста.

Де Греј е незаборавен лик, поради што троши многу време на говори и собирање луѓе за движењето против стареење. На една епизода од TED Radio Hour од NPR, тој предвидува дека „Во основа, видовите нешта од кои би можеле да умрете на 100 или 200 години би биле потполно исти како и видовите работи од кои може да умрете на 20 или 30 години“.

Забелешка: многу научници брзо би истакнале дека таквите предвидувања се шпекулативни и дека има потреба од дефинитивни докази пред да се изнесат такви големи тврдења. Всушност, во 2005 година, MIT Technology Review го објави SENS предизвик, нудејќи 20,000 долари на кој било молекуларен биолог кој може доволно да покаже дека тврдењата на SENS во врска со промената на стареењето се „недостојни за научена дебата“. Досега, никој не ја побарал целосната награда, освен еден значаен поднесок за кој судиите сметале дека е доволно елоквентен за да заработи 10,000 долари. Ова, сепак, остава нас останатите смртници да се бориме со докази кои во најдобар случај се неубедливи, но доволно ветувачки за да се заслужат разгледување на неговите импликации.

По просејување низ куп истражувања и премногу оптимистички наслови, решив да се фокусирам само на неколку клучни области на истражување кои имаат опиплива технологија и терапии поврзани со стареењето и болестите поврзани со возраста.

Дали гените го држат клучот?

Планот за живот може да се најде во нашата ДНК. Нашата ДНК е полна со кодови кои ги нарекуваме „гени“; гените се тие што одредуваат каква боја ќе бидат вашите очи, колку е брз вашиот метаболизам и дали ќе развиете одредена болест. Во 1990-тите, Синтија Кенион, биохемиски истражувач на Универзитетот во Сан Франциско и неодамна беше именувана за една од најдобрите 15 жени во науката во 2015 година од Бизнис Insider, воведе идеја за промена на парадигмата - дека гените исто така можат да кодираат колку долго живееме, а вклучувањето или исклучувањето на одредени гени може да го продолжи здравиот животен век. Нејзиното првично истражување се фокусираше на C. Elegans, ситни црви кои се користат како модел на организми за истражување бидејќи имаат многу слични циклуси на развој на геном со луѓето. Кенион откри дека исклучувањето на специфичен ген - Daf2 - резултирало со тоа што нејзините црви живеат двојно подолго од обичните црви.

Уште повозбудливо, црвите не едноставно живееле подолго, туку биле и поздрави подолго време. Замислете дека живеете до 80 и 10 години од тој живот поминат во борба со слабост и болести. Некој би можел да се двоуми дали да живее до 90 години, ако тоа значело поминување на 20 години од животот зафатен со болести поврзани со возраста и понизок квалитет на живот. Но, црвите на Кенион живееле до човечки еквивалент на 160 години и само 5 години од тој живот поминале во „старост“. Во една статија во Гардијан, Кенион го откри она што некои од нас само потајно би се надевале; „Само помислите: „Леле. Можеби би можел да бидам тој долговечен црв.“ Оттогаш, Кенион е пионер во истражувањето за идентификување на гени кои го контролираат процесот на стареење.

Идејата е дека ако можеме да најдеме главен ген кој го контролира процесот на стареење, тогаш можеме да развиеме лекови кои го прекинуваат патот на тој ген или да користиме техники на генетски инженеринг за да го смениме целосно. Во 2012 година, една статија во наука беше објавено за нова техника на генетски инженеринг наречена CRISPR-Cas9 (полесно наречена CRISPR). КРИСПР ги зафати истражувачките лаборатории ширум светот следните години и беше најавен во природата како најголем технолошки напредок во биомедицинското истражување во повеќе од една деценија.

CRISPR е едноставен, евтин и ефикасен метод за уредување на ДНК кој користи сегмент од РНК - биохемиски еквивалент на гулаб-носител - кој ги води ензимите за уредување до целната ДНК лента. Таму, ензимот може брзо да ги откине гените и да внесе нови. Изгледа фантастично да можеш да ги „уредиш“ човечките генетски секвенци. Замислувам како научниците создаваат колажи од ДНК во лабораторија, сечат и лепат гени како деца на занаетчиска маса, целосно отфрлајќи ги несаканите гени. За биоетичарот би бил кошмар да создаде протоколи кои регулираат како се користи таквата технологија и на кого.

На пример, на почетокот на оваа година се крена врева кога една кинеска истражувачка лабораторија објави дека се обидела генетски да модифицира човечки ембриони (проверете ја оригиналната статија на Протеини и клетки, и последователниот kerfuffle во природата). Научниците го истражуваа потенцијалот на CRISPR да го таргетира генот одговорен за β-таласемија, наследно нарушување на крвта. Нивните резултати покажаа дека CRISPR навистина успеа да го отцепи генот β-таласемија, но исто така влијаеше и на други делови од секвенцата на ДНК што резултираше со ненамерни мутации. Ембрионите не преживеале, што уште повеќе ја нагласува потребата од посигурна технологија.

Што се однесува до стареењето, се замислува дека CRISPR може да се користи за таргетирање на гените поврзани со стареењето и вклучување или исклучување на патишта кои би помогнале да се забави процесот на стареење. Овој метод би можел да се испорача, идеално, преку вакцинација, но технологијата не е ни блиску до постигнување на оваа цел и никој не може одлучно да каже дали некогаш ќе успее. Се чини дека фундаменталното реинженерство на човечкиот геном и менувањето на начинот на кој живееме и (потенцијално) умираме останува дел од научната фантастика – засега.

Бионички суштества

Ако бранот на стареење не може да се запре на генетско ниво, тогаш можеме да погледнеме на механизми понатаму по патот за да го прекинеме процесот на стареење и да го продолжиме здравиот живот. Во овој момент од историјата, протетичките екстремитети и трансплантацијата на органи се секојдневие - спектакуларни инженерски подвизи каде што ги подобривме, а понекогаш и целосно ги заменивме нашите биолошки системи и органи со цел да спасиме животи. Ние продолжуваме да ги поместуваме границите на човечкиот интерфејс; технологијата, дигиталната реалност и туѓите материи се повеќе вкоренети во нашите општествени и физички тела од кога било. Како што рабовите на човечкиот организам стануваат нејасни, почнувам да се прашувам, во кој момент повеќе не можеме да се сметаме себеси за строго „човечки“?

Младата девојка Хана Ворен е родена во 2011 година без душник. Таа не можеше сама да зборува, да јаде или да голта, а нејзините изгледи не изгледаа добро. Во 2013 година, сепак, таа претрпе а постапка за превртување која вградила трахеа израсната од нејзините сопствени матични клетки. Хана се разбудила од процедурата и можела да дише, без машини, за прв пат во животот. Оваа постапка привлече големо медиумско внимание; таа беше млада девојка со сладок изглед и беше првпат оваа процедура да се спроведе во САД.

Меѓутоа, хирургот по име Паоло Макиарини веќе го спроведе овој третман како пионер пет години претходно во Шпанија. Техниката бара изградба на скеле што ја имитира трахеата од вештачки нановлакна. Скелето потоа се „сее“ со матичните клетки на пациентот собрани од нивната коскена срцевина. Матичните клетки се внимателно култивирани и се оставаат да растат околу скелето, формирајќи целосно функционален дел од телото. Привлечноста на таквиот пристап е што драстично ја намалува можноста телото да го отфрли трансплантираниот орган. Впрочем, тоа е изградено од нивните сопствени клетки!

Дополнително, го намалува притисокот од системот за донирање органи кој ретко има доволно снабдување со очајно потребни органи. Хана Ворен, за жал, почина подоцна истата година, но наследството од таа процедура живее додека научниците се борат за можностите и ограничувањата на таквата регенеративна медицина - градење органи од матични клетки.

Според Макиарини во Лансетво 2012 година, „Крајниот потенцијал на оваа терапија базирана на матични клетки е да се избегне човечка донација и доживотна имуносупресија и да може да се заменат сложените ткива и, порано или подоцна, цели органи“.

Набрзо следеше контроверзност по овој навидум радосен период. Критичарите ги искажаа своите мислења на почетокот на 2014 година во ан уредувачката во Весник за торакална и кардиоваскуларна хирургија, доведувајќи ја во прашање веродостојноста на методите на Макиарини и демонстрирајќи загриженост за високите стапки на смртност од слични процедури. Подоцна истата година, Институтот Каролинска во Стокхолм, престижен медицински универзитет каде Макиарини е визитинг професор, започна истраги во неговата работа. Додека Макиарини беше ослободени од недолично однесување на почетокот на оваа година, тоа навистина го демонстрира двоумењето во научната заедница околу погрешните чекори во таквата критична и нова работа. Сепак, постои а клиничко испитување во моментов во САД се тестираат безбедноста и ефикасноста на трансплантацијата на трахеална инженерска со матични клетки и се проценува дека студијата ќе биде завршена до крајот на оваа година.

Новата процедура на Макиарини не е единствениот чекор напред во создавањето органи по нарачка - доаѓањето на 3Д печатачот го направи општеството подготвено да испечати сè, од моливи до коски. Една група истражувачи од Принстон успеа да отпечати прототип на функционално бионско уво во 2013 година, што изгледа како да е пред многу години со оглед на тоа колку брзо се развива технологијата (види ја нивната статија во Нано писма). 3D печатењето стана комерцијално сега, и можеби ќе има трка за биотехнолошки компании да видат кој може да го пласира првиот 3D печатен орган.

Компанија со седиште во Сан Диего Органово излезе на берзата во 2012 година и користи технологија за 3D печатење за да ги унапреди биомедицинските истражувања, на пример, со масовно производство на ситни црн дроб кои ќе се користат при тестирање на лекови. Предностите на 3D печатењето се тоа што не бара првично скеле и обезбедува многу поголема флексибилност - потенцијално може да се испреплетува електронската инфраструктура со биолошкото ткиво и да се вметнат нови функционалности во органите. Сè уште нема знаци за печатење на полноправни органи за човечка трансплантација, но желбата е таму како што е наведено од партнерството на Органово со Фондација Метузалах – уште една идеја на озлогласениот Обри де Греј.

Фондацијата Метузала е непрофитна организација која финансира истражување и развој на регенеративната медицина, наводно донирајќи над 4 милиони американски долари на различни партнери. Иако ова не е многу во однос на научното истражување и развој - според Форбс, големите фармацевтски компании можат да потрошат некаде од 15 милиони до 13 милијарди долари по лек, а биотехнолошките истражувања и развој се споредливи - сепак се многу пари.

Подолго живеење и трагедијата на Титон

Во грчката митологија, Титон е љубовник на Еос, Титан на зората. Титон е син на крал и водена нимфа, но тој е смртен. Еос, очајна да го спаси својот љубовник од евентуална смрт, го моли богот Зевс да му подари бесмртност на Титон. Зевс навистина му дава бесмртност на Титон, но во суров пресврт, Еос сфаќа дека заборавила да побара и вечна младост. Титон живее вечно, но тој продолжува да старее и да ги губи своите способности.

„Бесмртна возраст покрај бесмртна младост / И се што бев, во пепел“, вели Алфред Тенисон во песна напишана од перспективата на вечно проклетиот човек. Ако можеме да ги убедиме нашите тела да издржат двојно повеќе, нема гаранција дека нашиот ум ќе го следи примерот. Многу луѓе стануваат плен на Алцхајмерова болест или други видови на деменција пред нивното физичко здравје да почне да пропаѓа. Порано нашироко се тврдеше дека невроните не можат да се регенерираат, па когнитивната функција неповратно ќе се намали со текот на времето.

Меѓутоа, истражувањето сега цврсто утврди дека невроните всушност можат да се регенерираат и да покажат „пластичност“, што е способност да формираат нови патишта и да создаваат нови врски во мозокот. Во основа, можете да научите старо куче на нови трикови. Но, ова е тешко доволно за да се спречи губење на меморијата во текот на животот од 160 години (мојот идниот животен век би бил смешен за Де Греј, кој тврди дека луѓето можат да достигнат и до 600 години). Тешко дека е пожелно да се живее долг живот без никакви ментални способности за уживање, но чудните нови случувања покажуваат дека допрва треба да има надеж да ги спаси нашите умови и духови од венеење.

Во октомври 2014 година, тим од истражувачи на Универзитетот Стенфорд започна со многу публицитет клиничко испитување кој предложи да им се влее крв на пациенти со Алцхајмерова болест од млади дарители. Премисата на студијата има извесен громогласен квалитет, за кој многумина од нас би биле скептични, но таа се заснова на ветувачко истражување веќе направено на глувци.

Во јуни 2014 година беше објавена статија во природата списание на група научници од Стенфорд во кое детално се објаснува како трансфузијата на млада крв на постари глувци всушност ги смени ефектите од стареењето во мозокот од молекуларно на когнитивно ниво. Истражувањето покажа дека постарите глувци, откако ќе добијат млада крв, повторно ќе пораснат неврони, ќе покажат поголема поврзаност во мозокот и ќе имаат подобра меморија и когнитивна функција. Во интервју за Старател, Тони Вис-Корај – еден од водечките научници кои работат на ова истражување и професор по неврологија на Стенфорд – рече: „Ова отвора сосема ново поле. Тоа ни кажува дека возраста на организмот, или орган како мозокот, не е напишана во камен. Податлив е. Можете да го движите во една или друга насока“.

Не е познато кои точно фактори во крвта предизвикуваат такви драматични ефекти, но резултатите кај глувците беа доволно ветувачки за да овозможат одобрение за клиничко испитување кај луѓето. Ако истражувањето продолжи добро, тогаш би можеле потенцијално да ги идентификуваме единствените фактори кои го подмладуваат човечкото мозочно ткиво и да создадеме лек кој може добро да ја смени Алцхајмеровата болест и да не задржи да решаваме крстозбори до крајот на времето.