Yaşlanma bilimi: Sonsuza kadar yaşayabilir miyiz, yaşamalı mıyız?

Sıradan insan için yaşlanma, yalnızca zamanın geçmesinin sonucudur. Yaşlanmanın bedeli fiziksel olarak ortaya çıkıyor; kendini gri saçlarda, kırışıklıklarda ve hafıza hıçkırıklarında gösteriyor. Sonunda, tipik aşınma ve yıpranmanın birikmesi kanser, Alzheimer veya kalp hastalığı gibi daha ciddi hastalık ve patolojilere yol açar. Sonra bir gün hepimiz son bir nefes veriyoruz ve nihai bilinmeyene, ölüme dalıyoruz. Yaşlanmanın bu tanımı, ne kadar belirsiz ve kesin olmasa da, temel olarak hepimiz tarafından bilinen bir şeydir.

Ancak, yaşı anlama ve deneyimleme biçimimizde devrim yaratabilecek ideolojik bir değişim yaşanıyor. Yaşlanmanın biyolojik süreçlerine ilişkin artan araştırmalar ve yaşa bağlı hastalıklara yönelik gelişen biyomedikal teknolojiler, yaşlanmaya farklı bir yaklaşıma işaret ediyor. Aslında yaşlanma artık zamana bağlı bir süreç olarak değil, farklı mekanizmaların birikimi olarak değerlendiriliyor. Bunun yerine yaşlanmanın kendisi bir hastalık olarak daha iyi nitelendirilebilir.

Bilgisayar bilimleri alanında geçmişi olan ve kendi kendini yetiştirmiş biyomedikal gerontolog olan Cambridge doktoralı Aubrey de Gray'e girin. Kamış gibi göğsünden ve gövdesinden akan uzun bir sakalı var. Hızlı konuşuyor, kelimeler ağzından büyüleyici bir İngiliz aksanıyla fırlıyor. Hızlı konuşma basit bir karakter tuhaflığı olabilir ya da yaşlanmaya karşı yürüttüğü savaşla ilgili hissettiği aciliyet duygusundan kaynaklanmış olabilir. De Gray, kurucu ortak ve Baş Bilim Sorumlusudur. SENS Araştırma Vakfı, yaşa bağlı hastalıklar için araştırma ve tedaviyi ilerletmeye adanmış bir yardım kuruluşu.

De Gray unutulmaz bir karakter, bu yüzden konuşmalar yaparak ve insanları yaşlanma karşıtı hareket için bir araya toplayarak çok zaman harcıyor. Bir bölümde NPR'den TED Radyo Saati"Temel olarak, 100 veya 200 yaşınızda ölebileceğiniz şeyler, 20 veya 30 yaşınızda ölebileceğiniz şeylerle tamamen aynı olacaktır" öngörüsünde bulunuyor.

Bir uyarı: Pek çok bilim insanı, bu tür tahminlerin spekülatif olduğunu ve bu kadar büyük iddialarda bulunmadan önce kesin kanıtlara ihtiyaç olduğunu hemen belirtecektir. Aslında 2005 yılında MIT Technology Review şunları duyurdu: SENS Yarışması, SENS'in yaşlanmanın tersine çevrildiğine ilişkin iddialarının "bilgili tartışmaya değmediğini" yeterince gösterebilecek herhangi bir moleküler biyoloğa 20,000 dolar teklif ediyor. Şimdiye kadar, jüri üyelerinin 10,000$ kazanmaya yetecek kadar anlamlı olduğunu düşündüğü kayda değer bir başvuru dışında hiç kimse ödülün tamamını talep etmedi. Ancak bu, geri kalan ölümlüleri, en iyi ihtimalle sonuçsuz ama hak etmeye yetecek kadar umut verici kanıtlarla boğuşmaya bırakıyor. etkilerinin dikkate alınması.

Yığınla araştırmayı ve aşırı iyimser manşetleri inceledikten sonra, yaşlanma ve yaşa bağlı hastalıklarla ilgili somut teknoloji ve tedavilere sahip yalnızca birkaç temel araştırma alanına odaklanmaya karar verdim.

Anahtar genlerde mi duruyor?

Yaşamın planı DNA'mızda bulunabilir. DNA'mız 'gen' dediğimiz kodlarla doludur; Gözlerinizin ne renk olacağını, metabolizmanızın ne kadar hızlı olacağını ve belirli bir hastalığa yakalanıp yakalanmayacağınızı genler belirler. 1990'larda, San Francisco Üniversitesi'nde biyokimya araştırmacısı olan Cynthia Kenyon, yakın zamanda 15'te bilimdeki en iyi 2015 kadından biri olarak seçildi. İş Insider, paradigma değiştiren bir fikri ortaya attı: genler aynı zamanda ne kadar yaşayacağımızı da kodlayabilir ve belirli genleri açıp kapamak sağlıklı bir yaşam süresini uzatabilir. İlk araştırması şunlara odaklandı: C. Elegans, insanlara çok benzer genom gelişim döngülerine sahip oldukları için araştırma için model organizmalar olarak kullanılan minik solucanlar. Kenyon, belirli bir geni (Daf2) kapatmanın, solucanlarının normal solucanlardan iki kat daha uzun yaşamasıyla sonuçlandığını buldu.

Daha da heyecan verici olanı ise solucanların daha uzun yaşamalarının yanı sıra daha uzun süre daha sağlıklı olmalarıydı. Hayatınızın 80 ve 10 yılını kırılganlık ve hastalıklarla mücadele ederek geçirdiğinizi hayal edin. Yaşamın 90 yılını yaşa bağlı hastalıklarla ve düşük yaşam kalitesiyle geçirmek anlamına geliyorsa, kişi 20 yaşına kadar yaşamaktan çekinebilir. Ancak Kenyon'un solucanları insan ömrüne eşdeğer 160 yıl yaşadı ve bu yaşamın yalnızca 5 yılı "yaşlılıkta" geçti. Bir makalede GuardianKenyon, bazılarımızın gizlice umduğu şeyi ortaya çıkardı; “Sadece 'Vay be' diye düşünüyorsunuz. Belki ben de o uzun ömürlü solucan olabilirim.'' O zamandan beri Kenyon, yaşlanma sürecini kontrol eden genlerin tanımlanmasına yönelik araştırmalara öncülük ediyor.

Buradaki fikir şu; yaşlanma sürecini kontrol eden bir ana gen bulabilirsek, bu genin yolunu kesecek ilaçlar geliştirebilir veya onu tamamen değiştirmek için genetik mühendisliği tekniklerini kullanabiliriz. 2012 yılında bir makale Bilim CRISPR-Cas9 (daha kolay CRISPR olarak anılır) adı verilen yeni bir genetik mühendisliği tekniği hakkında yayınlandı. CRISPR sonraki yıllarda dünya çapındaki araştırma laboratuvarlarında yaygınlaştı ve XNUMX yılında müjdelendi. Tabiat biyomedikal araştırmalarda on yılı aşkın süredir kaydedilen en büyük teknolojik ilerlemedir.

CRISPR, enzimleri hedef DNA şeridine düzenlemeye yönlendiren bir RNA segmentini (taşıyıcı güvercinin biyokimyasal eşdeğeri) kullanan basit, ucuz ve etkili bir DNA düzenleme yöntemidir. Orada enzim hızla genleri kesip yenilerini ekleyebilir. İnsan genetik dizilerini 'düzenleyebilmek' fantastik görünüyor. Bilim adamlarının laboratuvarda DNA kolajları oluşturduğunu, genleri el işi masasındaki çocuklar gibi kesip yapıştırdıklarını, istenmeyen genleri tamamen ortadan kaldırdıklarını hayal ediyorum. Bu teknolojinin nasıl ve kimler üzerinde kullanılacağını düzenleyen protokoller oluşturmak bir biyoetik uzmanının kabusu olacaktır.

Örneğin, bu yılın başlarında Çin'deki bir araştırma laboratuvarı, insan embriyolarının genetiğini değiştirmeye çalıştığını yayınladığında kargaşa çıktı (orijinal makaleye şu adresten göz atabilirsiniz: Protein ve Hücreve ardından gelen kargaşa Tabiat). Bilim insanları, CRISPR'ın kalıtsal bir kan hastalığı olan β-talasemiden sorumlu geni hedefleme potansiyelini araştırıyorlardı. Sonuçlar, CRISPR'ın β-talasemi genini parçalamayı başardığını ancak aynı zamanda DNA dizisinin diğer kısımlarını da etkileyerek istenmeyen mutasyonlara yol açtığını gösterdi. Embriyoların hayatta kalmaması, daha güvenilir teknolojiye olan ihtiyacı daha da vurguluyor.

Yaşlanmayla ilgili olduğundan, CRISPR'ın yaşa bağlı genleri hedeflemek ve yaşlanma sürecini yavaşlatmaya yardımcı olacak yolları açıp kapatmak için kullanılabileceği düşünülüyor. Bu yöntem ideal olarak aşılama yoluyla gerçekleştirilebilir, ancak teknoloji bu hedefe ulaşmaya yakın bile değil ve hiç kimse bunu kesin olarak söyleyemez. Görünüşe göre insan genomunu temelden yeniden düzenlemek ve yaşama ve (potansiyel olarak) ölme şeklimizi değiştirmek şimdilik bilim kurgunun bir parçası olmaya devam ediyor.

Biyonik Varlıklar

Yaşlanma dalgası genetik düzeyde durdurulamazsa, yaşlanma sürecini kesintiye uğratacak ve sağlıklı yaşamları uzatacak daha ilerideki mekanizmalara bakabiliriz. Tarihin bu anında, protez uzuvlar ve organ nakilleri sıradan bir olay; hayat kurtarmak için biyolojik sistemlerimizi ve organlarımızı geliştirdiğimiz ve bazen tamamen değiştirdiğimiz muhteşem mühendislik başarıları. İnsan arayüzünün sınırlarını zorlamaya devam ediyoruz; teknoloji, dijital gerçeklik ve yabancı maddeler sosyal ve fiziksel bedenlerimize her zamankinden daha fazla yerleşmiş durumda. İnsan organizmasının sınırları bulanıklaştıkça şunu merak etmeye başlıyorum: Hangi noktada kendimizi artık tam anlamıyla "insan" olarak kabul edemeyiz?

Hannah Warren adında genç bir kız, 2011 yılında nefes borusu olmadan doğdu. Kendi başına konuşamıyor, yemek yiyemiyor veya yutkunamıyordu ve geleceği de pek iyi görünmüyordu. Ancak 2013 yılında bir ameliyat geçirdi. çığır açan prosedür kendi kök hücrelerinden yetiştirilen nefes borusunu implante etti. Hannah ameliyattan sonra uyandı ve hayatında ilk kez makineler olmadan nefes alabildi. Bu prosedür medyanın büyük ilgisini çekti; genç, tatlı görünüşlü bir kızdı ve bu prosedür ABD'de ilk kez uygulanıyordu.

Ancak Paolo Macchiarini adlı bir cerrah bu tedavinin öncülüğünü beş yıl önce İspanya'da zaten yapmıştı. Teknik, trakeayı yapay nanofiberlerden taklit eden bir iskele inşa etmeyi gerektiriyor. Daha sonra iskeleye hastanın kemik iliğinden toplanan kendi kök hücreleri 'tohumlanır'. Kök hücreler dikkatlice kültürlenir ve iskele çevresinde büyümesine izin verilerek tamamen işlevsel bir vücut parçası oluşturulur. Böyle bir yaklaşımın çekiciliği, vücudun nakledilen organı reddetme olasılığını büyük ölçüde azaltmasıdır. Sonuçta kendi hücrelerinden oluşuyor!

Ek olarak, acilen ihtiyaç duyulan organlara nadiren yeterli miktarda sahip olan organ bağışı sistemindeki baskıyı da hafifletir. Hannah Warren maalesef daha sonra vefat etti aynı yılancak bu prosedürün mirası, bilim adamlarının bu tür rejeneratif tıbbın (kök hücrelerden organ oluşturma) olanakları ve sınırlamaları üzerinde savaşırken yaşamaya devam ediyor.

Macchiarini'ye göre Neşter2012 yılında, "Bu kök hücre bazlı tedavinin nihai potansiyeli, insan bağışından ve yaşam boyu bağışıklık sisteminin baskılanmasından kaçınmak ve karmaşık dokuları ve er ya da geç tüm organları değiştirebilmektir."

Bu görünüşte coşkulu dönemi kısa süre sonra tartışmalar izledi. Eleştirmenler görüşlerini 2014'ün başlarında bir toplantıda dile getirdiler. başyazı içinde Göğüs Kalp Damar Cerrahisi DergisiMacchiarini'nin yöntemlerinin inandırıcılığını sorguluyor ve benzer prosedürlerin yüksek ölüm oranlarına ilişkin endişelerini gösteriyor. Aynı yılın ilerleyen saatlerinde, Macchiarini'nin misafir profesör olduğu, prestijli bir tıp üniversitesi olan Stockholm'deki Karolinska Enstitüsü, başlatılan soruşturmalar işine girdi. Macchiarini iken suiistimalden aklandı Bu yılın başlarında, bu tür kritik ve yeni çalışmalarda atılan yanlış adımlar konusunda bilim camiasının tereddüt ettiğini ortaya koyuyor. Bununla birlikte, bir klinik deneme Şu anda ABD'de kök hücre mühendisliğiyle trakeal transplantasyonun güvenliği ve etkinliği test ediliyor ve çalışmanın bu yıl sonuna kadar tamamlanması bekleniyor.

Macchiarini'nin yeni prosedürü, ısmarlama organlar yaratmada ileriye doğru atılan tek adım değil; 3D yazıcının ortaya çıkışı, toplumun kalemlerden kemiğe kadar her şeyi basmaya hazır olmasını sağladı. Princeton'dan bir grup araştırmacı, 2013 yılında işlevsel bir biyonik kulağın prototipini basmayı başardı; teknolojinin ne kadar hızlı geliştiği göz önüne alındığında bu, çok uzun zaman önce gibi görünüyor (bkz. Nano Letters). 3D baskı artık ticari hale geldi ve biyoteknoloji şirketleri arasında ilk 3D baskılı organı kimin pazarlayabileceğini görmek için bir yarış olabilir.

San Diego merkezli şirket organovo 2012 yılında halka açıldı ve biyomedikal araştırmaları ilerletmek için 3D baskı teknolojisini kullanıyor; örneğin uyuşturucu testlerinde kullanılacak küçük karaciğerleri toplu olarak üreterek. 3D baskının avantajları, ilk iskeleyi gerektirmemesi ve çok daha fazla esneklik sağlamasıdır; elektronik altyapı biyolojik dokuyla iç içe geçebilir ve organlara yeni işlevler eklenebilir. İnsan nakli için tam teşekküllü organların basılmasına dair henüz bir işaret yok, ancak Organovo'nun Methuselah Vakfı – kötü şöhretli Aubrey de Gray'in başka bir buluşu.

Methuselah Vakfı, rejeneratif tıp araştırma ve geliştirmelerine fon sağlayan, çeşitli ortaklara 4 milyon doların üzerinde bağış yaptığı bildirilen kar amacı gütmeyen bir kuruluştur. Her ne kadar bilimsel Ar-Ge açısından bu pek fazla olmasa da ForbesBüyük ilaç firmaları ilaç başına 15 milyon dolardan 13 milyar dolara kadar harcama yapabiliyor ve biyoteknolojik Ar-Ge de buna eşdeğer; hâlâ çok para.

Daha uzun yaşamak ve Tithonus'un trajedisi

Yunan mitolojisinde Tithonus, şafağın Titanı Eos'un sevgilisidir. Tithonus bir kral ile su perisinin oğludur ama ölümlüdür. Sevgilisini nihai ölümden kurtarmak için çaresiz kalan Eos, tanrı Zeus'a Tithonus'a ölümsüzlüğü hediye etmesi için yalvarır. Zeus gerçekten de Tithonus'a ölümsüzlüğü bahşeder, ancak acımasız bir şekilde Eos, onun sonsuz gençliği de istemeyi unuttuğunu fark eder. Tithonus sonsuza kadar yaşar ama yaşlanmaya ve yeteneklerini kaybetmeye devam eder.

“Ölümsüz gençliğin yanında ölümsüz çağ / Ve her şeyim kül içindeydi” diyor Alfred Tennyson ebediyen lanetlenmiş adamın bakış açısından yazılmış bir şiirde. Vücudumuzu iki kat daha uzun süre dayanmaya ikna edebilirsek, zihnimizin de aynı şeyi yapacağının garantisi yoktur. Pek çok insan, fiziksel sağlıkları bozulmaya başlamadan önce Alzheimer ya da diğer demans türlerinin kurbanı oluyor. Eskiden nöronların yenilenemeyeceği, dolayısıyla bilişsel işlevlerin zaman içinde geri dönülemez şekilde azalacağı yaygın olarak iddia ediliyordu.

Ancak araştırmalar artık nöronların aslında yenilenebileceğini ve beyinde yeni yollar oluşturma ve yeni bağlantılar oluşturma yeteneği anlamına gelen 'plastisite'yi gösterebileceğini kesin olarak ortaya koydu. Temel olarak yaşlı bir köpeğe yeni numaralar öğretebilirsiniz. Ancak bu, 160 yıllık bir yaşam boyunca hafıza kaybını önlemek için pek yeterli değil (gelecekteki yaşam sürem, insanların 600 yaşına kadar ulaşabileceğini iddia eden de Gray için gülünç olurdu). Tadını çıkaracak herhangi bir zihinsel yetiye sahip olmadan uzun bir hayat yaşamak pek arzu edilir bir şey değil, ancak tuhaf yeni gelişmeler, zihinlerimizi ve ruhlarımızı solmaktan kurtaracak bir umudun hâlâ var olabileceğini gösteriyor.

Ekim 2014'te Stanford Üniversitesi'ndeki bir araştırmacı ekibi oldukça duyurulan bir çalışmaya başladı. klinik deneme Alzheimer hastalarına genç donörlerden alınan kanın aşılanmasını önerdi. Çalışmanın dayandığı temel, çoğumuzun şüpheyle yaklaşacağı korkunç bir niteliğe sahip ancak fareler üzerinde hâlihazırda yapılmış ümit verici araştırmalara dayanıyor.

Haziran 2014'te bir makale yayınlandı. Tabiat Stanford'dan bir grup bilim insanının, genç kanın yaşlı farelere nakledilmesinin aslında beyindeki yaşlanmanın etkilerini moleküler seviyeden bilişsel seviyeye nasıl tersine çevirdiğini ayrıntılarıyla anlatan bir dergi. Araştırma, yaşlı farelerin genç kan aldıktan sonra nöronlarının yeniden büyüdüğünü, beyinde daha fazla bağlantı gösterdiğini ve daha iyi hafıza ve bilişsel işlevlere sahip olduğunu gösterdi. İle yapılan bir röportajda vasiBu araştırma üzerinde çalışan önde gelen bilim adamlarından biri ve Stanford'da nöroloji profesörü olan Tony Wyss-Coray şunları söyledi: "Bu tamamen yeni bir alan açıyor. Bir organizmanın ya da beyin gibi bir organın yaşının taşa yazılmadığını anlatır bize. Dövülebilir. Onu bir yöne veya diğerine hareket ettirebilirsin.

Kandaki hangi faktörlerin bu kadar dramatik etkilere neden olduğu tam olarak bilinmiyor, ancak farelerde elde edilen sonuçlar, insanlarda klinik bir araştırmanın onaylanmasına izin verecek kadar umut vericiydi. Araştırma iyi ilerlerse, potansiyel olarak insan beyin dokusunu gençleştiren tekil faktörleri belirleyebilir ve Alzheimer'ı tersine çevirebilecek ve zamanın sonuna kadar bulmacaları çözmemizi sağlayabilecek bir ilaç yaratabiliriz.