Élmu sepuh: Naha urang tiasa hirup salamina, sareng kedah?

Sepuh ka manusa sapopoe ngan saukur balukar tina jaman. Sepuh nyandak tol na fisik, manifesting sorangan dina bulu abu, wrinkles, sarta hiccups memori. Antukna, akumulasi maké has jeung cimata méré jalan ka kasakit leuwih serius sarta patologi, kayaning kanker, atawa Alzheimer, atawa panyakit jantung. Teras, hiji dinten urang sadayana ngambekan napas terakhir sareng terjun kana anu teu dipikanyaho: maot. Katerangan ngeunaan sepuh ieu, samar-samar sareng teu pasti, mangrupikeun hal anu dasarna dipikanyaho ku unggal urang.

Nanging, aya pergeseran ideologis anu tiasa ngarobih cara urang ngartos sareng ngalaman umur. Panalitian anu muncul dina prosés biologis sepuh, sareng ngembangkeun téknologi biomédis anu nargétkeun panyakit anu aya hubunganana sareng umur, nunjukkeun pendekatan anu béda pikeun sepuh. Sepuh, kanyataanna, henteu deui dianggap prosés anu gumantung kana waktos, tapi mangrupikeun akumulasi mékanisme diskrit. Sepuh, tibatan, tiasa langkung mumpuni salaku panyakit éta sorangan.

Lebetkeun Aubrey de Grey, PhD Cambridge sareng latar dina élmu komputer, sareng ahli gerontologist biomedis otodidak. Anjeunna gaduh janggot panjang anu ngalir dina dada sareng awakna sapertos reed. Anjeunna nyarios gancang, kecap-kecap anu kaluar tina sungutna dina aksen Inggris anu menawan. Ucapan gancang-seuneu ngan saukur tiasa janten karakter karakter, atanapi éta tiasa mekar tina rasa kadesek anu dirasakeun ngeunaan perang anu anjeunna laksanakeun ngalawan sepuh. De Gray nyaéta ko-pangadeg sarta Kapala Élmu Officer of Yayasan Panalungtikan SENS, amal anu dedicated ka advancing panalungtikan sarta pengobatan kasakit nu patali umur.

De Gray mangrupikeun karakter anu teu émut, janten anjeunna nyéépkeun waktos seueur waktos masihan ceramah sareng ngahijikeun jalma pikeun gerakan anti sepuh. Dina hiji episode tina TED Radio Hour ku NPR, anjeunna prédiksi yén "Dasarna, jinis hal anu anjeun tiasa maot dina yuswa 100 atanapi 200 bakal sami sareng jinis hal anu anjeun tiasa maot dina yuswa 20 atanapi 30."

A caveat: loba élmuwan bakal gancang nunjuk kaluar yén prediksi misalna téh spekulatif jeung aya peryogi pikeun bukti definitif saméméh nyieun klaim hébat misalna. Kanyataanna, dina 2005, MIT Technology Review ngumumkeun SENS tangtangan, nawarkeun $20,000 ka sagala biologist molekular anu cukup bisa demonstrate yén klaim SENS ngeunaan ngabalikeun sepuh éta "teu pantes debat diajar". Nepi ka ayeuna, teu saurang ogé geus ngaku hadiah pinuh iwal hiji kaluman kasohor yén hakim ngarasa éta cukup eloquent earn $ 10,000. Ieu ninggalkeun sesa urang mortals, kumaha oge, pikeun grapple kalawan bukti anu inconclusive di pangalusna, tapi cukup ngajangjikeun pikeun istighfar. tinimbangan implikasina.

Saatos sifting ngaliwatan gundukan panalungtikan sarta headline overly optimistis, Kuring geus mutuskeun pikeun ukur difokuskeun sababaraha wewengkon konci panalungtikan nu mibanda téhnologi tangible jeung therapies patali sepuh sarta panyakit nu patali jeung umur.

Naha gen nahan konci?

The blueprint pikeun kahirupan bisa kapanggih dina DNA urang. DNA urang pinuh ku kode anu urang sebut 'gén'; gén anu nangtukeun naon warna panon anjeun, kumaha gancang métabolisme anjeun, sarta naha anjeun bakal ngamekarkeun kasakit tangtu. Dina taun 1990-an, Cynthia Kenyon, panalungtik biokimia di Universitas San Fransisco sareng nembé namina salah sahiji 15 awéwé paling luhur dina élmu di 2015 ku Business Insider, ngenalkeun gagasan ngarobah paradigma - yén gén ogé bisa encode sabaraha lila urang hirup, sarta ngaktipkeun atawa mareuman gén tangtu bisa manjangkeun rentang hirup cageur. panalungtikan awal nya fokus kana C. Elegans, cacing leutik nu dipaké salaku organisme model pikeun panalungtikan sabab boga siklus ngembangkeun génom sarupa pisan jeung manusa. Kenyon mendakan yén mareuman gén khusus - Daf2 - nyababkeun cacingna hirup dua kali langkung lami tibatan cacing biasa.

Malah leuwih seru, cacing teu saukur hirup leuwih lila, tapi maranéhanana ogé cageur leuwih lila. Bayangkeun anjeun hirup nepi ka 80 jeung 10 taun yén hirup téh spent berjuang jeung frailty jeung panyakit. Bisa jadi hesitant ngeunaan hirup nepi ka 90 lamun hartina méakkeun 20 taun hirup plagued panyakit nu patali jeung umur jeung kualitas handap hirup. Tapi cacing Kenyon hirup sarimbag manusa 160 taun sarta ngan 5 taun hirup éta spent dina 'umur'. Dina artikel di nu Guardian, Kenyon nyingkabkeun naon anu dipiharep ku urang ngan cicingeun; "Anjeun ngan pikir, 'Wah. Panginten abdi tiasa janten cacing anu umurna panjang.'" Ti saprak éta, Kenyon parantos naratas panalungtikan pikeun ngaidentipikasi gén anu ngatur prosés sepuh.

Gagasanna nyaéta upami urang tiasa mendakan gén master anu ngatur prosés sepuh, maka urang tiasa ngembangkeun ubar anu ngaganggu jalur gén éta, atanapi nganggo téknik rékayasa genetik pikeun ngarobih sadayana. Dina 2012, hiji artikel dina elmu pangaweruh diterbitkeun ngeunaan téknik rékayasa genetik anyar anu disebut CRISPR-Cas9 (leuwih gampang disebut CRISPR). CRISPR nyapu laboratorium panalungtikan di sakuliah dunya dina taun-taun di handap ieu sareng diumumkeun alam salaku kamajuan téhnologis pangbadagna dina panalungtikan biomedis dina leuwih dasawarsa.

CRISPR mangrupikeun metode ngedit DNA anu sederhana, murah sareng efektif anu ngagunakeun bagéan RNA - sarimbag biokimiawi tina japati pembawa - anu nungtun ngédit énzim kana jalur DNA target. Aya, énzim bisa gancang snip kaluar gén jeung nyelapkeun nu anyar. Sigana fantastis, bisa 'ngédit' runtuyan genetik manusa. Kuring ngabayangkeun élmuwan nyieun collages DNA di lab, motong jeung nempelkeun gén kawas barudak dina méja karajinan, discarding gén nu teu dihoyongkeun sakabehna. Éta bakal ngimpina bioethicist pikeun nyiptakeun protokol anu ngatur kumaha téknologi sapertos kitu dianggo, sareng saha waé.

Salaku conto, aya ribut awal taun ieu nalika laboratorium riset Cina nyebarkeun yén éta nyobian ngarobih émbrio manusa sacara genetik (parios tulisan asli di Protéin & Sél, jeung kerfuffle saterusna di alam). Para ilmuwan nalungtik poténsi CRISPR pikeun nargétkeun gén anu tanggung jawab pikeun β-thalassemia, gangguan getih turunan. Hasilna nunjukkeun yén CRISPR tiasa ngaleungitkeun gén β-thalassemia, tapi ogé mangaruhan bagian séjén tina sekuen DNA anu nyababkeun mutasi anu teu dihaja. Émbrio henteu salamet, anu langkung nekenkeun kabutuhan téknologi anu langkung dipercaya.

Kusabab hubunganana sareng sepuh, dibayangkeun yén CRISPR tiasa dianggo pikeun nargétkeun gén anu aya hubunganana sareng umur sareng mareuman atanapi mareuman jalur anu bakal ngalambatkeun prosés sepuh. Metoda ieu bisa dikirimkeun, ideally, via vaksinasi, tapi téhnologi nu teu deukeut ka ngahontal tujuan ieu sarta teu saurang ogé bisa nyebutkeun decisively lamun éta bakal. Nembongan yén dasarna ngarékayasa deui génom manusa sareng ngarobih cara urang hirup sareng (berpotensi) maot tetep janten bagian tina fiksi ilmiah - pikeun ayeuna.

Makhluk Bionic

Lamun pasang sepuh teu bisa stemmed di tingkat genetik, mangka urang bisa nempo mékanisme salajengna handap jalur pikeun ngaganggu prosés sepuh jeung manjangkeun umur cageur. Dina momen ieu dina sajarah, anggota awak prosthetic sarta cangkok organ geus ilahar - feats spektakuler tina rékayasa dimana urang geus ditingkatkeun, sarta di kali sakabehna diganti, sistem biologis urang jeung organ guna nyalametkeun nyawa. Urang terus nyorong wates antarbeungeut manusa; téhnologi, kanyataanana digital, jeung zat asing anu leuwih ingrained kana awak sosial jeung fisik urang ti kantos. Nalika ujung-ujung organisme manusa janten kabur, kuring mimiti heran, dina waktos naon urang tiasa henteu deui nganggap diri urang sacara ketat 'manusa'?

Budak awéwé, Hannah Warren, lahir taun 2011 tanpa pipa angin. Manehna teu bisa nyarita, dahar, atawa ngelek sorangan, sarta prospek nya teu kasampak alus. Dina 2013, kumaha oge, manehna underwent a prosedur groundbreaking nu implanted a trachea tumuwuh tina sél stém dirina sorangan. Hannah hudang tina prosedur sarta bisa ngambekan, tanpa mesin, pikeun kahiji kalina dina hirupna. Prosedur ieu meunang loba perhatian média; manéhna ngora, amis-pilari gadis jeung éta kahiji kalina prosedur kungsi kungsi dilaksanakeun di AS.

Tapi, saurang ahli bedah anu ngaranna Paolo Macchiarini geus naratas perlakuan ieu lima taun saméméhna di Spanyol. Téhnik ieu peryogi ngawangun scaffold anu meniru trakea tina serat nano buatan. Parancah ieu lajeng 'seeded' kalawan sél stém sabar urang sorangan dipanén tina sungsum tulang maranéhanana. Sél stém sacara saksama dibudidayakeun sareng diidinan tumuwuh di sabudeureun Parancah, ngabentuk bagian awak anu fungsina pinuh. Daya tarik pendekatan sapertos kitu nyaéta sacara drastis ngirangan kamungkinan awak nolak organ anu ditransplantasikeun. Barina ogé, éta diwangun ti sél sorangan!

Salaku tambahan, éta ngaleungitkeun tekanan tina sistem donor organ anu jarang ngagaduhan pasokan organ anu diperyogikeun pisan. Hannah Warren, hanjakalna, maot engké taun anu sarua, tapi warisan prosedur éta hirup di salaku élmuwan perang leuwih kamungkinan jeung watesan ubar regenerative misalna - organ ngawangun tina sél stém.

Numutkeun Macchiarini dina Lancetdina 2012, "Potensi pamungkas terapi dumasar-sél stem ieu pikeun nyingkahan donasi manusa jeung imunosupresi lila-hirup sarta bisa ngaganti jaringan kompléks jeung, sooner atanapi engké, sakabeh organ."

Kontroversi geura-giru nyusul jaman anu katingalina gumbira ieu. Kritikus bersuara pendapat maranéhanana di awal 2014 dina hiji redaksi dina Journal of Thoracic na Cardiovascular Bedah, questioning nu plausibility sahiji metodeu Macchiarini sarta demonstrating perhatian leuwih ongkos mortality tinggi tina prosedur sarupa. Engké taun éta, Institut Karolinska di Stockholm, universitas médis anu bergengsi dimana Macchiarini mangrupikeun profesor tamu, dibuka investigations kana karyana. Sedengkeun Macchiarini éta diberesihan tina kalakuan nu jahat saméméhna taun ieu, éta nunjukkeun ragu-ragu dina komunitas ilmiah ngeunaan kasalahan dina karya kritis sareng énggal sapertos kitu. Sanajan kitu, aya hiji sidang klinis ayeuna dijalankeun di AS nguji kasalametan sarta efficacy tina cangkok tracheal direkayasa sél-sél jeung ulikan diperkirakeun réngsé ku tungtung taun ieu.

Prosedur novél Macchiarini sanes hiji-hijina léngkah maju dina nyiptakeun organ anu dipesen - munculna printer 3D ngagaduhan masarakat siap pikeun nyitak sadayana tina pensil dugi ka tulang. Hiji grup panalungtik ti Princeton junun nyitak prototipe ceuli bionik fungsional dina 2013, nu sigana kawas sababaraha taun ka tukang nunjukkeun kumaha gancang téhnologi nu geus ngembang (tingali artikel maranéhanana di Nano Hurup). Percetakan 3D parantos komersil ayeuna, sareng sigana aya lomba pikeun perusahaan biotéh pikeun ningali saha anu tiasa pasarkeun organ cetak 3D anu munggaran.

parusahaan basis San Diego Organovo publik dina 2012 sarta geus ngagunakeun téhnologi percetakan 3D pikeun kamajuan panalungtikan biomedis, contona, ku ngahasilkeun masal ati leutik pikeun dipaké dina nguji ubar. Kaunggulan tina percetakan 3D nyaeta teu merlukeun Parancah awal jeung nyadiakeun leuwih kalenturan - hiji berpotensi interweave infrastruktur éléktronik jeung jaringan biologis sarta nyelapkeun fungsionalitas anyar kana organ. Tacan aya tanda-tanda pikeun nyitak organ-organ anu sapinuhna pikeun cangkok manusa, tapi drivena aya sakumaha anu dituduhkeun ku gawé bareng Organovo sareng Yayasan Metusalah - gagasan sejen tina notorious Aubrey de Grey.

Yayasan Methuselah mangrupikeun organisasi nirlaba anu ngabiayaan panalungtikan sareng pamekaran ubar regeneratif, dilaporkeun nyumbangkeun langkung ti $ 4 juta ka sababaraha mitra. Bari ieu teu pira dina watesan R & D ilmiah - nurutkeun Forbes, Pausahaan farmasi badag bisa méakkeun mana ti $15 juta nepi ka $13 milyar per ubar, sarta biotéhnologi R&D nyaeta comparable - masih loba duit.

Hirup langkung lami sareng tragedi Tithonus

Dina mitologi Yunani, Tithonus nyaéta kekasih Eos, Titan subuh. Tithonus nyaéta putra raja sareng nymph cai, tapi anjeunna fana. Eos, nekat nyalametkeun kekasihna tina maot ahirna, menta dewa Zeus pikeun masihan kalanggengan ka Tithonus. Zeus memang masihan kalanggengan ka Tithonus, tapi dina pulas anu kejam, Eos sadar yén anjeunna hilap naroskeun nonoman anu langgeng ogé. Tithonus hirup salawasna, tapi anjeunna terus sepuh tur leungit fakultas na.

"Umur abadi disamping nonoman abadi / Sareng sadayana kuring, dina lebu" saurna Alfred Tennyson dina sajak ditulis tina sudut pandang manusa eternally damned. Lamun urang bisa ngolo-ngolo awak urang pikeun lepas dua kali leuwih lila, teu aya jaminan yén pikiran urang bakal nuturkeun. Seueur jalma janten korban Alzheimer atanapi jinis pikun sanés sateuacan kaséhatan fisikna mimiti gagal. Biasana diklaim sacara lega yén neuron teu tiasa dirégenerasi deui, ku kituna fungsi kognitif bakal turun sacara irreversibly kana waktosna.

Nanging, panilitian ayeuna parantos netepkeun yén neuron kanyataanna tiasa diregenerasi sareng nunjukkeun 'plastisitas', nyaéta kamampuan pikeun ngabentuk jalur énggal sareng nyiptakeun sambungan énggal dina uteuk. Dasarna, anjeun tiasa ngajarkeun anjing heubeul trik anyar. Tapi ieu téh boro cukup pikeun nyegah leungitna ingetan salila hirupna 160 taun (abdi buka-ka hareup lifespan bakal pikaseurieun pikeun de Grey, anu ngaklaim manusa bisa ngahontal umur 600 taun). Ieu mah boro desirable hirup panjang tanpa fakultas méntal ngarasakeun eta, tapi kamajuan anyar aneh nunjukkeun yén meureun aya harepan pikeun nyalametkeun pikiran jeung sumanget urang tina withering.

Dina Oktober 2014, tim peneliti di Stanford University mimiti a kacida publicized sidang klinis nu diusulkeun pikeun infuse penderita Alzheimer jeung getih ti donor ngora. Premis ulikan ngabogaan kualitas ghoulish tangtu, nu loba urang bakal skeptis, tapi dumasar kana panalungtikan ngajangjikeun geus dipigawé dina mencit.

Dina Juni 2014, hiji artikel diterbitkeun dina alam majalah ku sakelompok élmuwan ti Stanford ngajéntrékeun kumaha transfusi getih ngora kana beurit heubeul sabenerna ngabalikeun épék sepuh dina uteuk ti molekular ka tingkat kognitif. Panaliti nunjukkeun yén beurit anu langkung kolot, nalika nampi getih ngora, bakal tumbuh deui neuron, nunjukkeun langkung konektipitas dina uteuk, sareng gaduh mémori sareng fungsi kognitif anu langkung saé. Dina hiji wawancara jeung wali, Tony Wyss-Coray - salah sahiji élmuwan kalungguhan gawe dina ieu panalungtikan, sarta profesor neurologi di Stanford - ceuk, "Ieu muka hiji widang sagemblengna anyar. Eta ngabejaan urang yen umur hiji organisme, atawa organ kawas otak, teu ditulis dina batu. Ieu malleable. Anjeun tiasa mindahkeun éta dina hiji arah atanapi anu sanés. ”

Henteu dipikanyaho sacara pasti faktor naon dina getih anu nyababkeun épék dramatis sapertos kitu, tapi hasil dina mencit cukup ngajangjikeun pikeun ngamungkinkeun uji klinis disatujuan pikeun manusa. Upami panilitian lumangsung saé, maka urang berpotensi ngaidentipikasi faktor tunggal anu ngaremajakeun jaringan otak manusa sareng nyiptakeun ubar anu tiasa ngabalikeun Alzheimer sareng tetep urang ngarengsekeun silang kecap dugi ka akhir jaman.