Sayansi ya kuzeeka: Je, tunaweza kuishi milele, na je!

Kuzeeka kwa mwanadamu wa kila siku ni matokeo ya kupita kwa wakati. Kuzeeka huchukua madhara yake kimwili, na kujidhihirisha katika nywele za mvi, mikunjo, na matatizo ya kumbukumbu. Hatimaye, mkusanyiko wa uchakavu wa kawaida hupelekea ugonjwa mbaya zaidi na ugonjwa wa ugonjwa, kama vile saratani, au Alzheimer's, au ugonjwa wa moyo. Kisha, siku moja sisi sote tunatoa pumzi ya mwisho na kutumbukia katika jambo lisilojulikana kabisa: kifo. Maelezo haya ya kuzeeka, kama hayaeleweki na hayana uhakika jinsi yanavyoweza kuwa, ni jambo la kimsingi linalojulikana kwa kila mmoja wetu.

Hata hivyo, kuna mabadiliko ya kiitikadi yanayotokea ambayo yanaweza kuleta mapinduzi katika jinsi tunavyoelewa na kupata uzoefu wa umri. Utafiti unaoibukia juu ya michakato ya kibaolojia ya kuzeeka, na kukuza teknolojia za matibabu zinazolenga magonjwa yanayohusiana na umri, unaashiria mbinu tofauti kuelekea kuzeeka. Kuzeeka, kwa kweli, haizingatiwi tena kuwa mchakato unaotegemea wakati, lakini ni mkusanyiko wa mifumo tofauti. Kuzeeka, badala yake, kunaweza kuwa na sifa bora kama ugonjwa yenyewe.

Jiunge na Aubrey de Grey, PhD ya Cambridge aliye na usuli wa sayansi ya kompyuta, na mtaalam wa magonjwa ya akili aliyejifundisha mwenyewe. Ana ndevu ndefu ambazo hutiririka juu ya kifua chake kama mwanzi na kiwiliwili. Anazungumza haraka, maneno yakitoka kinywani mwake kwa lafudhi ya kupendeza ya Waingereza. Hotuba ya haraka-haraka inaweza tu kuwa tabia ya ajabu, au inaweza kuwa imetokana na hisia ya uharaka anayohisi kuhusu vita anayopiga dhidi ya kuzeeka. De Gray ndiye mwanzilishi mwenza na Afisa Mkuu wa Sayansi wa Taasisi ya Utafiti ya SENS, shirika la hisani ambalo limejitolea kuendeleza utafiti na matibabu ya magonjwa yanayohusiana na umri.

De Gray ni mhusika wa kukumbukwa, ndiyo maana anatumia muda mwingi kutoa mazungumzo na kuwakusanya watu kwa ajili ya harakati za kupinga kuzeeka. Kwenye kipindi cha Saa ya Redio ya TED na NPR, anatabiri kwamba “Kimsingi, aina za vitu ambavyo unaweza kufa navyo ukiwa na umri wa miaka 100 au 200 vingekuwa sawa kabisa na aina za vitu ambavyo unaweza kufa navyo ukiwa na umri wa miaka 20 au 30.”

Tahadhari: wanasayansi wengi wangesema haraka kwamba utabiri kama huo ni wa kubahatisha na kuna haja ya ushahidi wa uhakika kabla ya kutoa madai hayo makubwa. Kwa kweli, mnamo 2005, Mapitio ya Teknolojia ya MIT ilitangaza Changamoto ya SENS, ikitoa $20,000 kwa mwanabiolojia yeyote wa molekuli ambaye angeweza kuthibitisha vya kutosha kwamba madai ya SENS kuhusu kubatilisha uzee "hayafai mjadala wa kujifunza". Hadi sasa, hakuna mtu ambaye amedai tuzo kamili isipokuwa wasilisho moja mashuhuri ambalo majaji walihisi lilikuwa na ufasaha wa kutosha kupata dola 10,000. Hili linatuacha sisi wanadamu wengine, hata hivyo, kung'ang'ana na ushahidi usio na uhakika, lakini unaoahidi kutosha. kuzingatia athari zake.

Baada ya kupembua makusanyo ya utafiti na vichwa vya habari vya matumaini kupita kiasi, nimeamua kuzingatia tu maeneo machache muhimu ya utafiti ambayo yana teknolojia inayoonekana na matibabu yanayohusiana na uzee na magonjwa yanayohusiana na umri.

Je, jeni hushikilia ufunguo?

Mchoro wa maisha unaweza kupatikana katika DNA yetu. DNA yetu imejaa misimbo ambayo tunaita ‘jeni’; jeni ndizo huamua macho yako yatakuwa rangi gani, kimetaboliki yako ni ya haraka kiasi gani, na ikiwa utapata ugonjwa fulani. Katika miaka ya 1990, Cynthia Kenyon, mtafiti wa biokemia katika Chuo Kikuu cha San Francisco na hivi karibuni alitaja mmoja wa wanawake 15 bora katika sayansi mwaka 2015 na Biashara Insider, ilianzisha wazo la kubadilisha dhana - kwamba jeni zinaweza pia kusimba muda tunaoishi, na kuwasha au kuzima jeni fulani kunaweza kuongeza muda wa maisha yenye afya. Utafiti wake wa awali ulizingatia C. Elegans, minyoo wadogo ambao hutumiwa kama viumbe vya mfano kwa ajili ya utafiti kwa sababu wana mizunguko ya maendeleo ya jenomu sawa na wanadamu. Kenyon aligundua kuwa kuzima jeni maalum - Daf2 - kulisababisha minyoo yake kuishi mara mbili kuliko minyoo ya kawaida.

Jambo la kufurahisha zaidi ni kwamba minyoo hao hawakuishi kwa muda mrefu tu, bali walikuwa na afya njema kwa muda mrefu pia. Fikiria unaishi hadi miaka 80 na 10 ya maisha ambayo hutumiwa kujitahidi na udhaifu na magonjwa. Mtu anaweza kusitasita kuishi hadi 90 ikiwa ilimaanisha kutumia miaka 20 ya maisha akisumbuliwa na magonjwa yanayohusiana na umri na ubora wa chini wa maisha. Lakini minyoo ya Kenyon iliishi kwa usawa wa binadamu wa miaka 160 na miaka 5 tu ya maisha hayo ilitumika katika ‘uzee’. Katika makala katika Guardian, Kenyon aliweka wazi kile ambacho baadhi yetu wangetumaini kwa siri tu; "Wewe fikiria tu, 'Wow. Labda naweza kuwa mdudu huyo aliyeishi kwa muda mrefu.'” Tangu wakati huo, Kenyon amekuwa akianzisha utafiti wa kutambua chembe za urithi zinazodhibiti mchakato wa kuzeeka.

Wazo ni kwamba ikiwa tunaweza kupata jeni kuu inayodhibiti mchakato wa kuzeeka, basi tunaweza kutengeneza dawa zinazokatiza njia ya jeni hilo, au kutumia mbinu za uhandisi wa kijeni kuibadilisha kabisa. Mnamo 2012, nakala katika Bilim ilichapishwa kuhusu mbinu mpya ya uhandisi jeni iitwayo CRISPR-Cas9 (inajulikana kwa urahisi zaidi kama CRISPR). CRISPR ilifagia maabara za utafiti kote ulimwenguni miaka iliyofuata na ilitangazwa Nature kama maendeleo makubwa zaidi ya kiteknolojia katika utafiti wa matibabu katika zaidi ya muongo mmoja.

CRISPR ni njia rahisi, nafuu na yenye ufanisi ya kuhariri DNA inayotumia sehemu ya RNA - sawa na biokemikali ya njiwa anayebeba mizigo - ambayo huongoza kuhariri vimeng'enya kwenye ukanda wa DNA unaolengwa. Huko, kimeng'enya kinaweza kunyonya jeni haraka na kuingiza mpya. Inaonekana kuwa ya kustaajabisha, kuweza 'kuhariri' mifuatano ya kijeni ya binadamu. Ninawazia wanasayansi wakiunda kolagi za DNA kwenye maabara, wakikata na kubandika jeni kama vile watoto kwenye meza ya ufundi, wakitupa jeni zisizohitajika kabisa. Itakuwa ndoto mbaya ya mwanabioethicist kuunda itifaki zinazodhibiti jinsi teknolojia kama hiyo inatumiwa, na kwa nani.

Kwa mfano, kulikuwa na ghasia mapema mwaka huu wakati maabara ya utafiti ya Wachina ilipochapisha kwamba ilijaribu kurekebisha viinitete vya binadamu (angalia nakala asili katika Protini na Seli, na kerfuffle inayofuata saa Nature) Wanasayansi hao walikuwa wakichunguza uwezo wa CRISPR kulenga jeni inayohusika na β-thalassemia, ugonjwa wa kurithi wa damu. Matokeo yao yalionyesha kuwa CRISPR iliweza kutenganisha jeni ya β-thalassemia, lakini pia iliathiri sehemu nyingine za mlolongo wa DNA na kusababisha mabadiliko yasiyotarajiwa. Viini havikuishi, ambayo inasisitiza zaidi hitaji la teknolojia ya kuaminika zaidi.

Inapohusiana na kuzeeka, inafikiriwa kuwa CRISPR inaweza kutumika kulenga jeni zinazohusiana na umri na kuwasha au kuzima njia ambazo zingesaidia kupunguza kasi ya uzee. Njia hii inaweza kutolewa, kwa hakika, kupitia chanjo, lakini teknolojia iko karibu kufikia lengo hili na hakuna anayeweza kusema kwa uhakika ikiwa itawahi. Inaonekana kwamba uundaji upya wa jenomu la binadamu na kubadilisha jinsi tunavyoishi na (uwezekano) kufa bado ni sehemu ya hadithi za kisayansi - kwa sasa.

Viumbe vya Bionic

Ikiwa wimbi la kuzeeka haliwezi kusababishwa na kiwango cha maumbile, basi tunaweza kuangalia njia za kukatiza mchakato wa uzee na kuongeza maisha ya afya. Kwa wakati huu katika historia, viungo bandia na upandikizaji wa kiungo ni mambo ya kawaida - kazi za kuvutia za uhandisi ambapo tumeboresha, na wakati mwingine kabisa, mifumo na viungo vya kibaolojia ili kuokoa maisha. Tunaendelea kusukuma mipaka ya kiolesura cha binadamu; teknolojia, ukweli wa kidijitali, na mambo ya kigeni yamejikita zaidi katika miili yetu ya kijamii na kimwili kuliko hapo awali. Kadiri kingo za kiumbe cha mwanadamu zinavyokuwa na ukungu, ninaanza kujiuliza, ni wakati gani hatuwezi tena kujiona kuwa 'binadamu'?

Msichana mdogo, Hannah Warren, alizaliwa mnamo 2011 bila bomba. Hakuweza kuongea, kula, au kumeza chakula peke yake, na matarajio yake hayakuwa mazuri. Mnamo 2013, hata hivyo, alipata a utaratibu wa kuvunja ardhi ambayo iliweka trachea iliyokuzwa kutoka kwa seli zake za shina. Hana aliamka kutoka kwa utaratibu na aliweza kupumua, bila mashine, kwa mara ya kwanza katika maisha yake. Utaratibu huu ulipata tahadhari nyingi za vyombo vya habari; alikuwa msichana mchanga, mrembo na ilikuwa mara ya kwanza kwa utaratibu huo kufanywa nchini U.S.

Hata hivyo, daktari-mpasuaji anayeitwa Paolo Macchiarini alikuwa tayari ameanzisha matibabu hayo miaka mitano mapema huko Hispania. Mbinu hiyo inahitaji kujenga kiunzi ambacho huiga trachea kutoka kwa nanofiber bandia. Kiunzi basi ‘huwekwa mbegu’ na seli za shina za mgonjwa zilizovunwa kutoka kwenye uboho wao. Seli za shina zimekuzwa kwa uangalifu na kuruhusiwa kukua karibu na kiunzi, na kutengeneza sehemu ya mwili inayofanya kazi kikamilifu. Rufaa ya mbinu hiyo ni kwamba inapunguza kwa kiasi kikubwa uwezekano wa mwili kukataa chombo kilichopandikizwa. Baada ya yote, imejengwa kutoka kwa seli zao wenyewe!

Zaidi ya hayo, hupunguza shinikizo kutoka kwa mfumo wa utoaji wa chombo ambacho mara chache huwa na ugavi wa kutosha wa viungo vinavyohitajika sana. Hannah Warren, kwa bahati mbaya, alifariki baadaye mwaka huo huo, lakini urithi wa utaratibu huo unaendelea huku wanasayansi wakipigana juu ya uwezekano na vikwazo vya dawa hiyo ya kuzaliwa upya - kujenga viungo kutoka kwa seli za shina.

Kulingana na Macchiarini katika Lancetmnamo 2012, "Uwezo wa mwisho wa tiba hii ya msingi wa seli ni kuzuia mchango wa binadamu na ukandamizaji wa kinga ya maisha na kuweza kuchukua nafasi ya tishu ngumu na, mapema au baadaye, viungo vyote."

Mabishano yalifuata upesi kipindi hiki kilichoonekana kuwa cha furaha. Wakosoaji walitoa maoni yao mapema 2014 katika wahariri katika Jarida la Upasuaji wa Kifua na Mishipa ya Moyo, wakihoji uwezekano wa mbinu za Macchiarini na kuonyesha wasiwasi juu ya viwango vya juu vya vifo vya taratibu zinazofanana. Baadaye mwaka huo, Taasisi ya Karolinska huko Stockholm, chuo kikuu cha matibabu cha kifahari ambapo Macchiarini ni profesa mgeni, ilianzisha uchunguzi kwenye kazi yake. Wakati Macchiarini alikuwa kuondolewa utovu wa nidhamu mapema mwaka huu, inaonyesha kusitasita katika jumuiya ya wanasayansi juu ya makosa katika kazi hiyo muhimu na mpya. Hata hivyo, kuna a majaribio ya kliniki kwa sasa unaendelea nchini Marekani kupima usalama na ufanisi wa upandikizaji wa trachea uliobuniwa na seli ya shina na utafiti unakadiriwa kukamilika mwishoni mwa mwaka huu.

Utaratibu wa riwaya ya Macchiarini sio hatua pekee mbele katika kuunda viungo vilivyopendekezwa - ujio wa printer ya 3D ina jamii tayari kuchapisha kila kitu kutoka kwa penseli hadi mifupa. Kundi moja la watafiti kutoka Princeton liliweza kuchapisha mfano wa sikio la kibiolojia linalofanya kazi mwaka wa 2013, ambayo inaonekana kama miaka mingi iliyopita kutokana na jinsi teknolojia imekuwa ikitengenezwa kwa kasi (tazama makala yao katika Barua za Nano) Uchapishaji wa 3D umeanza kutumika kibiashara sasa, na huenda kukawa na mbio za makampuni ya kibayoteki kuona ni nani anayeweza kuuza chombo cha kwanza cha 3D kilichochapishwa.

Kampuni ya San Diego Kiungo ilitangazwa kwa umma mwaka wa 2012 na imekuwa ikitumia teknolojia ya uchapishaji ya 3D kuendeleza utafiti wa matibabu, kwa mfano, kwa kuzalisha ini ndogo kwa wingi ili kutumika katika majaribio ya madawa ya kulevya. Faida za uchapishaji wa 3D ni kwamba hauhitaji kiunzi cha awali na hutoa urahisi zaidi - mtu anaweza kuunganisha miundombinu ya kielektroniki na tishu za kibaolojia na kuingiza utendaji mpya kwenye viungo. Bado hakuna dalili za uchapishaji wa viungo vilivyokamilika kwa ajili ya upandikizaji wa binadamu, lakini msukumo upo kama inavyoonyeshwa na ushirikiano wa Organovo na Msingi wa Methusela – mwana bongo mwingine maarufu Aubrey de Grey.

Wakfu wa Methuselah ni shirika lisilo la faida ambalo hufadhili utafiti na maendeleo ya dawa za kuzaliwa upya, inaripotiwa kuchangia zaidi ya dola milioni 4 kwa washirika mbalimbali. Ingawa hii sio sana katika suala la R&D ya kisayansi - kulingana na Forbes, makampuni makubwa ya dawa yanaweza kutumia popote kuanzia dola milioni 15 hadi bilioni 13 kwa kila dawa, na R&D ya kibayoteknolojia inaweza kulinganishwa - bado ni pesa nyingi.

Kuishi muda mrefu na msiba wa Tithonus

Katika mythology ya Kigiriki, Tithonus ni mpenzi wa Eos, Titan ya alfajiri. Tithonus ni mwana wa mfalme na nymph wa maji, lakini yeye ni mwanadamu. Eos, akitamani sana kumwokoa mpenzi wake kutokana na kifo hatimaye, anamwomba mungu Zeus ampe zawadi ya kutokufa kwa Tithonus. Kwa kweli Zeus anampa Tithonus kutokufa, lakini katika hali ya ukatili, Eos anatambua kwamba alisahau kuomba ujana wa milele pia. Tithonus anaishi milele, lakini anaendelea kuzeeka na kupoteza uwezo wake.

"Umri wa kutokufa kando ya ujana usioweza kufa / Na yote niliyokuwa, kwenye majivu" anasema Alfred Tennyson katika shairi lililoandikwa kwa mtazamo wa mtu aliyelaaniwa milele. Ikiwa tunaweza kushawishi miili yetu kudumu mara mbili zaidi, hakuna uhakika kwamba akili zetu zitafuata mfano huo. Watu wengi huwa mawindo ya Alzheimers au aina nyingine za shida ya akili kabla ya afya yao ya kimwili kuanza kushindwa. Ilikuwa inadaiwa sana kwamba niuroni haziwezi kuzaliwa upya, kwa hivyo utendakazi wa utambuzi ungepungua bila kurekebishwa baada ya muda.

Hata hivyo, utafiti sasa umethibitisha kwa uthabiti kwamba nyuroni zinaweza kwa kweli kuzaliwa upya na kuonyesha ‘plastiki’, ambayo ni uwezo wa kuunda njia mpya na kuunda miunganisho mipya katika ubongo. Kimsingi, unaweza kufundisha mbwa wa zamani mbinu mpya. Lakini hii haitoshi kuzuia upotezaji wa kumbukumbu katika maisha yote ya miaka 160 (maisha yangu ya kwenda kwa siku zijazo yanaweza kuchekwa na de Grey, ambaye anadai kuwa wanadamu wanaweza kufikia umri wa miaka 600). Haipendezi sana kuishi maisha marefu bila uwezo wowote wa kiakili kuyafurahia, lakini matukio mapya ya ajabu yanaonyesha kwamba kunaweza kuwa na tumaini la kuokoa akili na roho zetu zisinyauke.

Mnamo Oktoba 2014, timu ya watafiti katika Chuo Kikuu cha Stanford ilianza kutangazwa sana majaribio ya kliniki ambayo ilipendekeza kuingiza wagonjwa wa Alzeima na damu kutoka kwa wafadhili wachanga. Dhana ya utafiti ina ubora fulani wa kuchukiza, ambao wengi wetu tungekuwa na shaka, lakini unategemea utafiti unaoahidi ambao tayari umefanywa kuhusu panya.

Mnamo Juni 2014, nakala ilichapishwa Nature na kikundi cha wanasayansi kutoka Stanford wakieleza kwa kina jinsi kutia damu changa kwenye panya wakubwa kulivyobadili athari za kuzeeka katika ubongo kutoka kwa molekuli hadi kiwango cha utambuzi. Utafiti ulionyesha kuwa panya wakubwa, baada ya kupokea damu changa, wangekua neurons, kuonyesha muunganisho zaidi kwenye ubongo, na kuwa na kumbukumbu bora na utendakazi wa utambuzi. Katika mahojiano na Mlezi, Tony Wyss-Coray - mmoja wa wanasayansi wakuu wanaofanya kazi kwenye utafiti huu, na profesa wa neurology huko Stanford - alisema, "Hii inafungua uwanja mpya kabisa. Inatuambia kwamba umri wa kiumbe, au kiungo kama ubongo, haujaandikwa kwenye jiwe. Ni laini. Unaweza kuisogeza upande mmoja au mwingine.”

Haijulikani ni mambo gani hasa katika damu yanayosababisha athari hizo kubwa, lakini matokeo ya panya yalikuwa yanaahidi vya kutosha kuruhusu jaribio la kimatibabu kuidhinishwa kwa wanadamu. Ikiwa utafiti utaendelea vyema, basi tunaweza kutambua sababu za pekee ambazo hufufua tishu za ubongo wa binadamu na kuunda dawa ambayo inaweza kubadilisha Alzheimers na kutufanya tusuluhishe maneno muhimu hadi mwisho wa wakati.