Наука о старењу: Можемо ли живети вечно и треба ли?

Старење за свакодневног човека једноставно је резултат проласка времена. Старење узима свој данак физички, манифестујући се у седим длачицама, борама и штуцању памћења. На крају, акумулација типичног хабања уступа место озбиљнијим болестима и патологијама, као што су рак, Алцхајмерова или срчана болест. Онда, једног дана сви издахнемо последњи дах и уронимо у крајње непознато: смрт. Овај опис старења, колико год био нејасан и недефинитан, нешто је тако фундаментално познато сваком од нас.

Међутим, дешава се идеолошка промена која може револуционисати начин на који разумемо и доживљавамо старост. Нова истраживања о биолошким процесима старења и развој биомедицинских технологија усмерених на болести повезане са старењем, означавају посебан приступ старењу. Старење се, у ствари, више не сматра временски зависним процесом, већ акумулацијом дискретних механизама. Уместо тога, старење би се могло боље квалификовати као сама болест.

Унесите Аубреи де Греи, докторат Кембриџа са искуством у рачунарству и самоуки биомедицински геронтолог. Има дугачку браду која тече преко његових груди и трупа попут трске. Говори брзо, речи му извиру из уста шармантним британским акцентом. Брзометни говор могао би једноставно бити необичан карактер, или је могао еволуирати из осећаја хитности који осећа у вези са ратом који води против старења. Де Греј је суоснивач и главни научни директор СЕНС истраживачка фондација, добротворна организација која је посвећена унапређењу истраживања и лечења болести повезаних са старењем.

Де Греј је незабораван лик, због чега проводи много времена говорећи и окупљајући људе за покрет против старења. У епизоди од ТЕД Радио Хоур би НПР, он предвиђа да би „У основи, врсте ствари од којих бисте могли умрети са 100 или 200 година биле би потпуно исте као и врсте ствари од којих бисте могли умрети са 20 или 30 година.

Упозорење: многи научници би брзо истакли да су таква предвиђања спекулативне и да постоји потреба за коначним доказима пре него што изнесу тако велике тврдње. У ствари, 2005. године, МИТ Тецхнологи Ревиев је објавио СЕНС Цхалленге, нудећи 20,000 долара сваком молекуларном биологу који би могао у довољној мери да покаже да су СЕНС-ове тврдње у вези са преокретом старења „недостојне научене дебате“. До сада, нико није преузео пуну награду осим једног значајног поднеска за који су судије сматрале да је довољно елоквентан да заради 10,000 долара. Међутим, ово оставља нас осталима смртницима да се боримо са доказима који су у најбољем случају неубедљиви, али довољно обећавајући да заслужују разматрање његових импликација.

Након што сам прегледао гомилу истраживања и претерано оптимистичне наслове, одлучио сам да се фокусирам само на неколико кључних области истраживања које имају опипљиву технологију и терапије везане за старење и болести повезане са старењем.

Да ли гени држе кључ?

Нацрт живота може се наћи у нашој ДНК. Наша ДНК је пуна кодова које називамо 'гени'; гени су ти који одређују које боје ће вам бити очи, колико је брз ваш метаболизам и да ли ћете развити одређену болест. Деведесетих година прошлог века, Синтија Кењон, истраживач биохемије на Универзитету у Сан Франциску и недавно проглашена за једну од 1990 најбољих жена у науци у 15. Бизнис Инсајдер, увео је идеју која мења парадигму – да гени такође могу да кодирају колико дуго живимо, а укључивање или искључивање одређених гена може продужити здрав животни век. Њено прво истраживање се фокусирало на Ц. Елеганс, сићушни црви који се користе као узорни организми за истраживање јер имају врло сличне циклусе развоја генома као и код људи. Кенион је открила да је искључење специфичног гена - Даф2 - довело до тога да њени црви живе двоструко дуже од обичних црва.

Што је још узбудљивије, црви нису једноставно живели дуже, већ су дуже били и здравији. Замислите да живите до 80, а 10 година тог живота проведете борећи се са слабошћу и болешћу. Неко би могао бити неодлучан да доживи 90 година ако је то значило да се 20 година живота мучи са болестима везаним за старење и нижим квалитетом живота. Али Кењонови црви живели су до 160 година колико је људски еквивалент, а само 5 година тог живота провели су у „старости“. У чланку у Гардијан, Кенион је открио оно чему би се неки од нас само потајно надали; "Само помислите," Вау. Можда бих ја могао бити тај дуговечни црв.'“ Од тада, Кенион је био пионир у истраживању у идентификацији гена који контролишу процес старења.

Идеја је да ако можемо да пронађемо главни ген који контролише процес старења, онда можемо да развијемо лекове који прекидају пут тог гена или да користимо технике генетског инжењеринга да га потпуно променимо. Године 2012, чланак у Наука објављена је о новој техници генетског инжењеринга под називом ЦРИСПР-Цас9 (лакше се назива ЦРИСПР). ЦРИСПР је прошао кроз истраживачке лабораторије широм света наредних година и био је најављен Природа као највећи технолошки напредак у биомедицинским истраживањима за више од једне деценије.

ЦРИСПР је једноставан, јефтин и ефикасан метод за уређивање ДНК који користи сегмент РНК – биохемијски еквивалент голуба писмоноша – који води уређивање ензима до циљне ДНК траке. Тамо ензим може брзо да извуче гене и убаци нове. Чини се фантастичним, моћи да 'уредите' људске генетске секвенце. Замишљам како научници праве колаже од ДНК у лабораторији, секу и лепе гене попут деце за занатским столом, потпуно одбацујући нежељене гене. Била би ноћна мора биоетичара да креирају протоколе који регулишу како се таква технологија користи и на кога.

На пример, дошло је до галаме раније ове године када је кинеска истраживачка лабораторија објавила да је покушала да генетски модификује људске ембрионе (погледајте оригинални чланак на Протеини и ћелије, и накнадно кршење ат Природа). Научници су истраживали потенцијал ЦРИСПР-а да циља ген одговоран за β-таласемију, наследни поремећај крви. Њихови резултати су показали да је ЦРИСПР успео да отцепи ген β-таласемије, али је такође утицао на друге делове ДНК секвенце што је резултирало ненамерним мутацијама. Ембриони нису преживели, што све више наглашава потребу за поузданијом технологијом.

Што се тиче старења, замишља се да се ЦРИСПР може користити за циљање гена повезаних са старењем и за укључивање или искључивање путева који би помогли у успоравању процеса старења. Ова метода би се, у идеалном случају, могла применити путем вакцинације, али технологија није ни близу постизања овог циља и нико не може децидирано да каже да ли ће икада бити. Чини се да фундаментално ре-инжењеринг људског генома и промена начина на који живимо и (потенцијално) умиремо остаје део научне фантастике - за сада.

Бионичка бића

Ако се плима старења не може зауставити на генетском нивоу, онда можемо тражити механизме даље на путу да прекинемо процес старења и продужимо здрав живот. У овом тренутку у историји, протезе удова и трансплантације органа су уобичајена појава – спектакуларни инжењерски подухвати у којима смо побољшали, а понекад и потпуно заменили, наше биолошке системе и органе како бисмо спасили животе. Настављамо да померамо границе људског интерфејса; технологија, дигитална стварност и стране материје више су укорењене у наша друштвена и физичка тела него икад. Како ивице људског организма постају замагљене, почињем да се питам, у ком тренутку себе више не можемо сматрати стриктно „људима“?

Млада девојка, Хана Ворен, рођена је 2011. без душника. Није могла сама да говори, једе или гута, а њени изгледи нису изгледали добро. Међутим, 2013. године је подвргнута а преломни поступак која је уградила трахеју из њених матичних ћелија. Хана се пробудила из процедуре и могла је да дише, без машина, први пут у животу. Овај поступак је привукао велику пажњу медија; била је млада девојка слатког изгледа и то је био први пут да је процедура спроведена у САД.

Међутим, хирург по имену Паоло Макијарини је већ био пионир овог лечења пет година раније у Шпанији. Техника захтева изградњу скеле која имитира трахеју од вештачких нановлакна. Скела се затим „засијава“ сопственим матичним ћелијама пацијента сакупљених из њихове коштане сржи. Матичне ћелије се пажљиво узгајају и остављају да расту око скеле, формирајући потпуно функционалан део тела. Привлачност таквог приступа је што драстично смањује могућност да тело одбаци трансплантирани орган. На крају крајева, изграђен је од сопствених ћелија!

Поред тога, ублажава притисак система донирања органа који ретко има довољно залиха очајнички потребних органа. Хана Ворен је, нажалост, касније преминула исте године, али наслеђе те процедуре живи и даље док се научници боре око могућности и ограничења такве регенеративне медицине – изградње органа од матичних ћелија.

Према Макијаринију у Ланцета2012. године, „Крајњи потенцијал ове терапије засноване на матичним ћелијама је да се избегне донација људи и доживотна имуносупресија и да буде у стању да замени сложена ткива и, пре или касније, целе органе.

Контроверзе су убрзо уследиле након овог наизглед веселог периода. Критичари су своја мишљења изнели почетком 2014. године у уводник у Часопис за торакалну и кардиоваскуларну хирургију, доводећи у питање веродостојност Макијаринијевих метода и показујући забринутост због високих стопа морталитета сличних процедура. Касније те године, Каролинска институт у Стокхолму, престижни медицински универзитет на којем је Макијарини гостујући професор, покренули истраге у његов рад. Док је Макијарини био очишћен од недоличног понашања раније ове године, показује оклевање у научној заједници због погрешних корака у тако критичком и новом раду. Ипак, постоји а клиничко испитивање тренутно је у току у САД тестирање безбедности и ефикасности трансплантације трахеје пројектоване матичним ћелијама и процењује се да ће студија бити завршена до краја ове године.

Макијаринијева нова процедура није једини корак напред у креирању органа по мери – појавом 3Д штампача друштво је спремно да штампа све, од оловака до костију. Једна група истраживача са Принстона успела је да одштампа прототип функционалног бионичког уха 2013. године, што се чини пре много еона с обзиром на то колико се брзо технологија развијала (погледајте њихов чланак у Нано слова). 3Д штампање је сада постало комерцијално и можда ће доћи до трке између биотехнолошких компанија да виде ко може да пласира први 3Д штампани орган.

Компанија са седиштем у Сан Дијегу Органово изашла је у јавност 2012. године и користи технологију 3Д штампања за унапређење биомедицинских истраживања, на пример, масовном производњом малих јетри које ће се користити у тестирању лекова. Предности 3Д штампања су у томе што не захтева почетну скелу и пружа много већу флексибилност – могуће је да се електронска инфраструктура преплете са биолошким ткивом и убаци нове функције у органе. Још увек нема знакова штампања потпуно развијених органа за трансплантацију људи, али нагон постоји, као што указује партнерство Органово са Фондација Метузалем – још једна идеја озлоглашеног Обрија де Греја.

Фондација Метузалем је непрофитна организација која финансира истраживање и развој регенеративне медицине, наводно донирајући преко 4 милиона долара разним партнерима. Иако ово није много у смислу научног истраживања и развоја - према Форбс, велике фармацеутске компаније могу да потроше од 15 до 13 милијарди долара по леку, а истраживање и развој биотехнологије је упоредиво – то је и даље много новца.

Живети дуже и трагедија Титона

У грчкој митологији, Титон је љубавник Еоса, Титана зоре. Титон је син краља и водене нимфе, али је смртан. Еос, очајнички желећи да спасе свог љубавника од евентуалне смрти, моли бога Зевса да Титону подари бесмртност. Зевс заиста дарује бесмртност Титону, али у окрутном обрту, Еос схвата да је заборавила да тражи и вечну младост. Титон живи вечно, али наставља да стари и губи своје способности.

„Бесмртно доба поред бесмртне младости / И све што сам био, у пепелу“ каже Алфред Теннисон у песми писаној из перспективе вечно проклетог човека. Ако успемо да убедимо своја тела да трају дупло дуже, нема гаранције да ће наш ум следити тај пример. Многи људи постану жртве Алцхајмерове или друге врсте деменције пре него што њихово физичко здравље почне да нарушава. Раније се широко тврдило да се неурони не могу регенерисати, тако да би когнитивне функције временом неповратно опадале.

Међутим, истраживање је сада чврсто утврдило да се неурони заправо могу регенерисати и показати „пластичност“, што је способност формирања нових путева и стварања нових веза у мозгу. У суштини, можете научити старог пса новим триковима. Али ово тешко да је довољно да спречи губитак памћења током живота од 160 година (мој будући животни век би био смешан Де Греју, који тврди да људи могу достићи и 600 година старости). Тешко да је пожељно живети дуг живот без икаквих менталних способности да бисмо уживали у њему, али чудна нова дешавања указују на то да можда још постоји нада да спасемо наше умове и духове од увенућа.

У октобру 2014. године, тим истраживача на Универзитету Станфорд почео је са великим публицитетом клиничко испитивање који је предложио да се пацијентима са Алцхајмером улива крв младих давалаца. Премиса студије има одређени језиви квалитет, према којем би многи од нас били скептични, али се заснива на обећавајућим истраживањима која су већ обављена на мишевима.

У јуну 2014. објављен је чланак у Природа часопис групе научника са Станфорда који описује како је трансфузија младе крви старијим мишевима заправо преокренула ефекте старења у мозгу са молекуларног на когнитивни ниво. Истраживање је показало да би старији мишеви, након што добију младу крв, повратили неуроне, показали више повезаности у мозгу и имали бољу меморију и когнитивне функције. У интервјуу за Старатељ, Тони Висс-Цораи – један од водећих научника који раде на овом истраживању и професор неурологије на Станфорду – рекао је: „Ово отвара потпуно ново поље. То нам говори да старост организма, или органа попут мозга, није записана у камену. Савитљиво је. Можете га померити у једном или другом правцу."

Не зна се тачно који фактори у крви изазивају тако драматичне ефекте, али резултати код мишева су били довољно обећавајући да омогуће одобрење клиничког испитивања на људима. Ако истраживање буде добро напредовало, онда бисмо потенцијално могли да идентификујемо појединачне факторе који подмлађују људско мождано ткиво и стварају лек који би могао да преокрене Алцхајмерову болест и задржи нас да решавамо укрштене речи до краја времена.