Ang agham ng pagtanda: Maaari ba tayong mabuhay magpakailanman, at dapat ba?

Ang pagtanda sa pang-araw-araw na tao ay resulta lamang ng paglipas ng panahon. Ang pagtanda ay pisikal na nakakaranas, na nagpapakita ng sarili sa mga kulay-abo na buhok, mga kulubot, at mga hiccup ng memorya. Sa kalaunan, ang akumulasyon ng karaniwang pagkasira ay nagbibigay daan sa mas malubhang sakit at patolohiya, tulad ng kanser, o Alzheimer, o sakit sa puso. Pagkatapos, isang araw lahat tayo ay huminga ng isang huling hininga at bumulusok sa pinakawalang alam: kamatayan. Ang paglalarawang ito ng pagtanda, bilang malabo at hindi tiyak, ay isang bagay na saligang alam ng bawat isa sa atin.

Gayunpaman, mayroong isang pagbabago sa ideolohikal na nangyayari na maaaring magbago sa paraan ng pag-unawa at karanasan natin sa edad. Ang umuusbong na pananaliksik sa mga biological na proseso ng pagtanda, at pagbuo ng mga biomedical na teknolohiya na nagta-target sa sakit na nauugnay sa edad, ay nagpapahiwatig ng isang natatanging diskarte sa pagtanda. Ang pagtanda, sa katunayan, ay hindi na itinuturing na isang prosesong nakasalalay sa oras, ngunit sa halip ay isang akumulasyon ng mga discrete na mekanismo. Ang pagtanda, sa halip, ay maaaring maging mas kwalipikado bilang isang sakit mismo.

Ipasok si Aubrey de Grey, isang Cambridge PhD na may background sa computer science, at self-taught biomedical gerontologist. Siya ay may mahabang balbas na umaagos sa kanyang parang tambo na dibdib at katawan. Mabilis siyang magsalita, lumalabas ang mga salita sa kanyang bibig sa isang kaakit-akit na British accent. Ang mabilis na sunog na pagsasalita ay maaaring isang karakter quirk lang, o maaaring nag-evolve ito mula sa pakiramdam ng pagkaapurahan na nararamdaman niya tungkol sa digmaang kanyang ginagawa laban sa pagtanda. Si De Gray ay ang co-founder at Chief Science Officer ng SENS Research Foundation, isang kawanggawa na nakatuon sa pagsulong ng pananaliksik at paggamot para sa sakit na nauugnay sa edad.

Si De Gray ay isang hindi malilimutang karakter, kaya naman gumugugol siya ng maraming oras sa pagbibigay ng mga pag-uusap at pag-rally ng mga tao para sa anti-aging kilusan. Sa isang episode ng TED Radio Hour ng NPR, hinuhulaan niya na "Sa pangkalahatan, ang mga uri ng mga bagay na maaari mong mamatay sa edad na 100 o 200 ay eksaktong kapareho ng mga uri ng mga bagay na maaari mong mamatay sa edad na 20 o 30."

Isang caveat: maraming mga siyentipiko ang mabilis na magtuturo na ang mga naturang hula ay haka-haka at may pangangailangan para sa tiyak na ebidensya bago gumawa ng mga naturang enggrandeng paghahabol. Sa katunayan, noong 2005, inihayag ng MIT Technology Review ang Hamon ng SENS, na nag-aalok ng $20,000 sa sinumang molekular na biologist na sapat na makapagpapakita na ang mga pag-aangkin ng SENS tungkol sa pagbaliktad ng pagtanda ay "hindi karapat-dapat sa natutunang debate". Hanggang ngayon, walang nag-claim ng buong premyo maliban sa isang kapansin-pansing pagsusumite na sa tingin ng mga hukom ay sapat na mahusay magsalita para kumita ng $10,000. Ito ay nag-iiwan sa iba sa amin na mga mortal, gayunpaman, upang makipagbuno sa katibayan na walang tiyak na katiyakan sa pinakamainam, ngunit sapat na pangako upang maging karapat-dapat. pagsasaalang-alang sa mga implikasyon nito.

Pagkatapos suriing mabuti ang sandamakmak na pananaliksik at sobrang optimistikong mga headline, nagpasya akong tumuon lang sa ilang mahahalagang bahagi ng pananaliksik na may nakikitang teknolohiya at mga therapy na nauugnay sa pagtanda at sakit na nauugnay sa edad.

Hawak ba ng mga gene ang susi?

Ang blueprint para sa buhay ay matatagpuan sa ating DNA. Ang ating DNA ay puno ng mga code na tinatawag nating 'genes'; ang mga gene ang tumutukoy kung ano ang magiging kulay ng iyong mga mata, kung gaano kabilis ang iyong metabolismo, at kung magkakaroon ka ng isang partikular na sakit. Noong 1990s, si Cynthia Kenyon, isang biochemistry researcher sa University of San Francisco at kamakailan ay pinangalanan ang isa sa nangungunang 15 kababaihan sa agham noong 2015 ng Business Insider, nagpakilala ng ideyang nagbabago ng paradigm - na ang mga gene ay maaari ding mag-encode kung gaano katagal tayo nabubuhay, at ang pag-on o pag-off ng ilang mga gene ay maaaring magpahaba ng isang malusog na tagal ng buhay. Ang kanyang paunang pananaliksik ay nakatuon sa C. Elegans, maliliit na bulate na ginagamit bilang modelong organismo para sa pagsasaliksik dahil mayroon silang halos kaparehong mga siklo ng pag-unlad ng genome sa mga tao. Nalaman ni Kenyon na ang pag-off ng isang partikular na gene - Daf2 - ay nagresulta sa kanyang mga uod na nabubuhay nang dalawang beses kaysa sa mga regular na uod.

Ang mas nakakapanabik, ang mga uod ay hindi lamang nabuhay nang mas matagal, ngunit sila ay mas malusog din nang mas matagal. Isipin na nabubuhay ka hanggang 80 at 10 taon ng buhay na iyon ay ginugol sa pakikibaka sa kahinaan at sakit. Maaaring mag-alinlangan ang isa tungkol sa pamumuhay hanggang 90 kung ang ibig sabihin nito ay ang paggugol ng 20 taon ng buhay na sinasalot ng mga sakit na nauugnay sa edad at mas mababang kalidad ng buhay. Ngunit ang mga uod ni Kenyon ay nabuhay sa katumbas ng tao na 160 taon at 5 taon lamang ng buhay na iyon ang ginugol sa 'katandaan'. Sa isang artikulo sa Ang tagapag-bantay, ibinunyag ni Kenyon ang lihim na pag-asa lamang ng ilan sa atin; “Akala mo lang, 'Wow. Baka ako na ang matagal nang uod.'" Simula noon, si Kenyon ay nangunguna sa pagsasaliksik sa pagtukoy ng mga gene na kumokontrol sa proseso ng pagtanda.

Ang ideya ay kung makakahanap tayo ng master gene na kumokontrol sa proseso ng pagtanda, maaari tayong bumuo ng mga gamot na nakakaabala sa pathway ng gene na iyon, o gumamit ng mga genetic engineering technique para baguhin ito nang buo. Noong 2012, isang artikulo sa agham ay nai-publish tungkol sa isang bagong pamamaraan ng genetic engineering na tinatawag na CRISPR-Cas9 (mas madaling tinutukoy bilang CRISPR). Ang CRISPR ay dumaan sa mga laboratoryo ng pananaliksik sa buong mundo sa mga sumunod na taon at ipinahayag ito Kalikasan bilang ang pinakamalaking teknolohikal na pagsulong sa biomedical na pananaliksik sa mahigit isang dekada.

Ang CRISPR ay isang simple, mura at epektibong paraan ng pag-edit ng DNA na gumagamit ng isang segment ng RNA - ang biochemical na katumbas ng isang carrier pigeon - na gumagabay sa pag-edit ng mga enzyme sa isang target na DNA strip. Doon, ang enzyme ay maaaring mabilis na mag-snip out ng mga gene at magpasok ng mga bago. Mukhang hindi kapani-paniwala, na 'i-edit' ang mga genetic sequences ng tao. Iniisip ko na ang mga siyentipiko ay gumagawa ng mga collage ng DNA sa lab, pinuputol at i-paste ang mga gene tulad ng mga bata sa isang craft table, itinatapon ang mga hindi gustong gene sa kabuuan. Ito ay magiging bangungot ng isang bioethicist na lumikha ng mga protocol na kumokontrol kung paano ginagamit ang naturang teknolohiya, at kung kanino.

Halimbawa, nagkaroon ng kaguluhan mas maaga sa taong ito nang ang isang Chinese research lab ay naglathala na nagtangka itong genetically modify ng mga embryo ng tao (tingnan ang orihinal na artikulo sa Protina at Cell, at ang kasunod na kerfuffle sa Kalikasan). Sinisiyasat ng mga siyentipiko ang potensyal ng CRISPR na i-target ang gene na responsable para sa β-thalassemia, isang hereditary blood disorder. Ipinakita ng kanilang mga resulta na nagawa ng CRISPR na tanggalin ang β-thalassemia gene, ngunit naapektuhan din nito ang iba pang bahagi ng pagkakasunud-sunod ng DNA na nagreresulta sa mga hindi sinasadyang mutasyon. Ang mga embryo ay hindi nakaligtas, na higit na binibigyang diin ang pangangailangan para sa mas maaasahang teknolohiya.

Dahil nauugnay ito sa pagtanda, iniisip na ang CRISPR ay maaaring gamitin upang i-target ang mga gene na nauugnay sa edad at i-on o i-off ang mga pathway na makakatulong na mapabagal ang proseso ng pagtanda. Ang pamamaraang ito ay maaaring maihatid, sa isip, sa pamamagitan ng pagbabakuna, ngunit ang teknolohiya ay hindi malapit sa pagkamit ng layuning ito at walang sinuman ang makapagsasabi nang tiyak kung ito ay mangyayari. Mukhang nananatiling bahagi ng science fiction ang pangunahing pag-reengineering sa genome ng tao at pagbabago sa paraan ng pamumuhay at (posibleng) mamatay - sa ngayon.

Bionic na nilalang

Kung ang pag-iipon ng pagtanda ay hindi mapipigilan sa antas ng genetiko, maaari tayong tumingin sa mga mekanismo sa ibaba ng landas upang matakpan ang proseso ng pagtanda at pahabain ang malusog na buhay. Sa sandaling ito sa kasaysayan, ang mga prosthetic na limbs at organ transplant ay pangkaraniwan - mga kamangha-manghang gawa ng inhinyero kung saan pinahusay natin, at kung minsan ay ganap na pinalitan, ang ating mga biological system at organo upang makapagligtas ng mga buhay. Patuloy naming itulak ang mga hangganan ng interface ng tao; teknolohiya, digital reality, at banyagang bagay ay higit na nakatanim sa ating panlipunan at pisikal na katawan kaysa dati. Habang lumalabo ang mga gilid ng organismo ng tao, nagsisimula akong magtaka, sa anong punto hindi na natin maituturing na mahigpit na 'tao' ang ating sarili?

Isang batang babae, si Hannah Warren, ay isinilang noong 2011 nang walang windpipe. Hindi siya makapagsalita, kumain, o lumunok nang mag-isa, at hindi maganda ang hitsura ng kanyang mga inaasam-asam. Noong 2013, gayunpaman, sumailalim siya sa isang ground-breaking na pamamaraan na nagtanim ng isang trachea na lumago mula sa kanyang sariling mga stem cell. Nagising si Hannah mula sa pamamaraan at nakahinga, nang walang makina, sa unang pagkakataon sa kanyang buhay. Ang pamamaraang ito ay nakakuha ng maraming atensyon ng media; siya ay isang bata, matamis na babae at ito ang unang pagkakataon na isinagawa ang pamamaraan sa US

Gayunman, isang siruhano na nagngangalang Paolo Macchiarini ang nagpayunir sa paggamot na ito limang taon bago nito sa Espanya. Ang pamamaraan ay nangangailangan ng pagbuo ng scaffold na ginagaya ang trachea mula sa mga artipisyal na nanofiber. Ang scaffolding ay pagkatapos ay 'seeded' gamit ang sariling stem cell ng pasyente na inani mula sa kanilang bone marrow. Ang mga stem cell ay maingat na nilinang at pinapayagang tumubo sa paligid ng plantsa, na bumubuo ng isang ganap na gumaganang bahagi ng katawan. Ang apela ng naturang diskarte ay na ito ay lubhang binabawasan ang posibilidad ng katawan na tanggihan ang transplanted organ. Pagkatapos ng lahat, ito ay binuo mula sa kanilang sariling mga cell!

Bukod pa rito, pinapawi nito ang pressure mula sa organ donation system na bihirang magkaroon ng sapat na supply ng mga organ na lubhang kailangan. Si Hannah Warren, sa kasamaang palad, ay namatay nang maglaon sa parehong taon, ngunit ang legacy ng pamamaraang iyon ay nabubuhay habang ang mga siyentipiko ay nakikipaglaban sa mga posibilidad at limitasyon ng naturang regenerative na gamot - pagbuo ng mga organo mula sa mga stem cell.

Ayon kay Macchiarini sa Lansetanoong 2012, "Ang sukdulang potensyal ng stem-cell based therapy na ito ay upang maiwasan ang donasyon ng tao at panghabambuhay na immunosuppression at upang mapalitan ang mga kumplikadong tissue at, maaga o huli, ang buong organ."

Hindi nagtagal ay sinundan ng kontrobersya ang tila masayang panahon na ito. Ang mga kritiko ay nagpahayag ng kanilang mga opinyon noong unang bahagi ng 2014 sa isang editoryal nasa Journal ng Thoracic at Cardiovascular Surgery, pagtatanong sa katumpakan ng mga pamamaraan ni Macchiarini at pagpapakita ng pag-aalala sa mataas na dami ng namamatay ng mga katulad na pamamaraan. Sa huling bahagi ng taong iyon, ang Karolinska Institute sa Stockholm, isang prestihiyosong medikal na unibersidad kung saan si Macchiarini ay isang visiting professor, naglunsad ng mga pagsisiyasat sa kanyang trabaho. Habang si Macchiarini ay malinis sa maling pag-uugali mas maaga sa taong ito, ito ay nagpapakita ng pag-aatubili sa siyentipikong komunidad sa mga maling hakbang sa naturang kritikal at bagong gawain. Gayunpaman, mayroong isang klinikal na pagsubok kasalukuyang isinasagawa sa US na sinusuri ang kaligtasan at bisa ng stem-cell engineered tracheal transplantation at ang pag-aaral ay tinatayang matatapos sa katapusan ng taong ito.

Ang nobelang pamamaraan ni Macchiarini ay hindi lamang ang hakbang pasulong sa paglikha ng mga pasadyang organo – ang pagdating ng 3D printer ay handa na ang lipunan na i-print ang lahat mula sa mga lapis hanggang sa mga buto. Isang grupo ng mga mananaliksik mula sa Princeton ang nakapag-print ng isang prototype ng isang functional na bionic ear noong 2013, na parang ilang taon na ang nakalipas dahil sa kung gaano kabilis umuunlad ang teknolohiya (tingnan ang kanilang artikulo sa Nano Sulat). Ang 3D printing ay naging komersyal na ngayon, at maaaring magkaroon ng isang karera para sa mga biotech na kumpanya upang makita kung sino ang maaaring mag-market ng unang 3D na naka-print na organ.

kumpanyang nakabase sa San Diego Organovo naging pampubliko noong 2012 at gumagamit ng teknolohiya sa pag-print ng 3D upang isulong ang biomedical na pananaliksik, halimbawa, sa pamamagitan ng malawakang paggawa ng maliliit na atay na gagamitin sa pagsusuri sa droga. Ang mga bentahe ng 3D printing ay hindi ito nangangailangan ng paunang scaffolding at nagbibigay ito ng higit na kakayahang umangkop - maaaring isa sa mga potensyal na pagsasama ng elektronikong imprastraktura sa biological tissue at magpasok ng mga bagong functionality sa mga organo. Wala pang mga palatandaan ng pag-print ng ganap na mga organo para sa paglipat ng tao, ngunit ang drive ay naroroon gaya ng ipinahiwatig ng pakikipagtulungan ng Organovo sa Methuselah Foundation – isa pang ideya ng kilalang Aubrey de Grey.

Ang Methuselah Foundation ay isang non-profit na organisasyon na nagpopondo sa regenerative medicine research and development, na iniulat na nag-donate ng mahigit $4 milyon sa iba't ibang kasosyo. Bagama't hindi ito gaanong sa mga tuntunin ng siyentipikong R&D – ayon sa Forbes, ang malalaking kumpanya ng parmasyutiko ay maaaring gumastos kahit saan mula $15 milyon hanggang $13 bilyon bawat gamot, at maihahambing ang biotechnology R&D – marami pa rin itong pera.

Mas mahaba ang buhay at ang trahedya ni Tithonus

Sa mitolohiyang Griyego, si Tithonus ay ang manliligaw ni Eos, Titan ng bukang-liwayway. Si Tithonus ay anak ng isang hari at isang water nymph, ngunit siya ay mortal. Si Eos, na desperado na iligtas ang kanyang kasintahan mula sa kamatayan, ay nagmakaawa sa diyos na si Zeus na ibigay kay Tithonus ang imortalidad. Talagang ipinagkaloob ni Zeus ang imortalidad kay Tithonus, ngunit sa isang malupit na twist, napagtanto ni Eos na nakalimutan din niyang humingi ng walang hanggang kabataan. Si Tithonus ay nabubuhay magpakailanman, ngunit siya ay patuloy na tumatanda at nawawala ang kanyang mga kakayahan.

“Immortal age beside immortal youth / And all I was, in ashes” says Alfred Tennyson sa isang tula na isinulat mula sa pananaw ng walang hanggang sinumpa na tao. Kung magagawa nating hikayatin ang ating mga katawan na tumagal ng dalawang beses nang mas mahaba, walang kasiguruhan na ang ating isipan ay susunod. Maraming tao ang nabiktima ng Alzheimer's o iba pang uri ng demensya bago magsimulang mabigo ang kanilang pisikal na kalusugan. Dati ay malawak na inaangkin na ang mga neuron ay hindi maaaring muling buuin, kaya ang pag-andar ng pag-iisip ay hindi maibabalik sa paglipas ng panahon.

Gayunpaman, ang pananaliksik ay matatag na ngayon na itinatag na ang mga neuron ay maaaring sa katunayan ay muling mabuo at magpakita ng 'plasticity', na kung saan ay ang kakayahang bumuo ng mga bagong pathway at lumikha ng mga bagong koneksyon sa utak. Karaniwan, maaari mong turuan ang isang lumang aso ng mga bagong trick. Ngunit ito ay halos hindi sapat upang maiwasan ang pagkawala ng memorya sa buong buhay na 160 taon (ang aking pupuntahan sa hinaharap na habang-buhay ay magiging katawa-tawa para kay de Grey, na nagsasabing ang mga tao ay maaaring umabot sa edad na 600 taong gulang). Halos hindi kanais-nais na mabuhay ng mahabang buhay nang walang anumang mental na kakayahan upang tamasahin ito, ngunit ang kakaibang mga bagong pag-unlad ay nagpapahiwatig na maaaring may pag-asa pang iligtas ang ating mga isip at espiritu mula sa pagkalanta.

Noong Oktubre 2014, nagsimula ang isang pangkat ng mga mananaliksik sa Stanford University ng isang mataas na publicized klinikal na pagsubok na iminungkahi na bigyan ang mga pasyente ng Alzheimer ng dugo mula sa mga batang donor. Ang premise ng pag-aaral ay may isang tiyak na karumal-dumal na kalidad, kung saan marami sa atin ay mag-aalinlangan, ngunit ito ay batay sa promising pananaliksik na nagawa na sa mga daga.

Noong Hunyo 2014, isang artikulo ang nai-publish sa Kalikasan magazine ng isang grupo ng mga siyentipiko mula sa Stanford na nagdedetalye kung paano ang pagsasalin ng mga batang dugo sa mas lumang mga daga ay talagang nabaligtad ang mga epekto ng pagtanda sa utak mula sa molekular hanggang sa antas ng pag-iisip. Ipinakita ng pananaliksik na ang mas lumang mga daga, sa pagtanggap ng batang dugo, ay magpapalago ng mga neuron, magpapakita ng higit na koneksyon sa utak, at magkaroon ng mas mahusay na memorya at pag-andar ng pag-iisip. Sa isang panayam sa Tagapag-alaga, Tony Wyss-Coray - isa sa mga nangungunang siyentipiko na nagtatrabaho sa pananaliksik na ito, at isang propesor ng neurolohiya sa Stanford - ay nagsabi, "Nagbubukas ito ng isang ganap na bagong larangan. Sinasabi nito sa atin na ang edad ng isang organismo, o isang organ tulad ng utak, ay hindi nakasulat sa bato. Ito ay malambot. Maaari mong ilipat ito sa isang direksyon o sa iba pa."

Hindi alam nang eksakto kung anong mga kadahilanan sa dugo ang nagdudulot ng gayong mga dramatikong epekto, ngunit ang mga resulta sa mga daga ay sapat na nangangako upang payagan ang isang klinikal na pagsubok na maaprubahan sa mga tao. Kung magpapatuloy ang pananaliksik nang maayos, maaari nating matukoy ang mga singular na salik na nagpapasigla sa tisyu ng utak ng tao at lumikha ng isang gamot na maaaring mabaligtad ang Alzheimer at panatilihin tayong malutas ang mga crossword hanggang sa katapusan ng panahon.