Tā kā zinātne ierosina nāvi atlikt.
Kad novecošana tiek atzīta par slimību, kādi gēni ir ar to saistīti, vai ir ilgmūžības ierobežojums un cik bīstama ir biohacking - intervijā ar vienu no konkursa “Gada atklājums” uzvarētājiem Aleksandru Tiškovsku.
Decembrī Indicator. Ru un projekts “Es esmu zinātnē” rīkoja Krievijas zinātnieku labāko pētījumu konkursu “Gada atklājums”. Saskaņā ar ekspertu balsojuma rezultātiem viens no uzvarētājiem konkursa jauniešu nominācijā bija Maskavas Valsts universitātes Fizikālās ķīmijas pētniecības institūta Novecošanas sistēmu bioloģijas laboratorijas vecākais pētnieks. MV Lomonosovs un Hārvardas Medicīnas skola Aleksandrs Tiškovskis ar rakstu par dzīves pagarināšanas molekulārajiem mehānismiem šūnu metabolismā. Mēs ar viņu runājām par atklājuma būtību, ko viņš veica ar saviem kolēģiem, bet ne tikai.
Aleksandr, pastāstiet mums par savu pētījumu. Cik es saprotu, jūs izmantojāt plaši pazīstamās dzīves pagarināšanas metodes un precīzi apskatījāt, kā molekulārā līmenī tās ietekmē peļu ķermeni. Ko tu atradi?
- Mūsu galvenais uzdevums bija saprast, vai dzīves pagarināšanas metodēm ir kādi kopīgi mehānismi. Līdz šim ir jau vairāk nekā 20 dažādi veidi, kā palielināt dzīves ilgumu dzīvniekiem - tās ir dažādas diētas (piemēram, ar zemu kaloriju daudzumu), zāles (piemēram, rapamicīns) un dažas ģenētiskas ietekmes. Starp pēdējiem, viens no slavenākajiem ir mutācija, kas izraisa augšanas hormona deficītu. Tā rezultātā tiek iegūtas punduru peles, taču ar to jau ir pietiekami, lai dzīvotu pusotru reizi ilgāk nekā parastās. Savā darbā mēs meklējām molekulāros mehānismus, kas ir kopīgi visām šīm metodēm. Lai to izdarītu, mēs pakļāvām peles dažādām ietekmēm un pēc dažiem mēnešiem izmērījām to gēnu aktivitātes līmeni. Mūs interesēja, kā mainījies gēnu darbs šīs vai citas dzīves pagarināšanas metodes ietekmē. Tas izslēdzāsaptuveni 300 gēnu aktivitāte faktiski mainās līdzīgi, neatkarīgi no iedarbības veida. Turklāt ir zināms, ka dažādas metodes dažādā mērā pagarina dzīvi: piemēram, uzturs ir par aptuveni 30%, augšanas hormona deficīts - par 50%, narkotikas - tikai par 10–20%. Mēs noskaidrojām, ka dažu gēnu aktivitāte ir saistīta ar to, cik lielā mērā konkrēta iedarbība palielinās dzīvnieka dzīves ilgumu. Tas ir, jo aktīvāks gēns, jo ilgāk vidējā pele dzīvos, un otrādi. Izrādās, ka atrastie biomarķieri ļauj ne tikai novērtēt, vai efekts principā būs efektīvs, bet arī izdarīt secinājumu par to, cik tas palielinās kalpošanas laiku.augšanas hormona deficīts - par 50%, narkotikas - tikai par 10–20%. Mēs noskaidrojām, ka dažu gēnu aktivitāte ir saistīta ar to, cik lielā mērā konkrēta iedarbība palielinās dzīvnieka dzīves ilgumu. Tas ir, jo aktīvāks gēns, jo ilgāk vidējā pele dzīvos, un otrādi. Izrādās, ka atrastie biomarķieri ļauj ne tikai novērtēt, vai efekts principā būs efektīvs, bet arī izdarīt secinājumu par to, cik tas palielinās kalpošanas laiku.augšanas hormona deficīts - par 50%, narkotikas - tikai par 10–20%. Mēs noskaidrojām, ka dažu gēnu aktivitāte ir saistīta ar to, cik lielā mērā konkrēta iedarbība palielinās dzīvnieka dzīves ilgumu. Tas ir, jo aktīvāks gēns, jo ilgāk vidējā pele dzīvos, un otrādi. Izrādās, ka atrastie biomarķieri ļauj ne tikai novērtēt, vai efekts principā būs efektīvs, bet arī izdarīt secinājumu par to, cik tas palielinās kalpošanas laiku.bet arī izdarīt secinājumu par to, cik lielā mērā tas palielinās dzīves ilgumu.bet arī izdarīt secinājumu par to, cik lielā mērā tas palielinās dzīves ilgumu.
Kas īsti ir šie gēni?
- Ir vairāki simti šādu gēnu, bet daudzi no tiem ir iesaistīti tajos pašos šūnu procesos. Piemēram, imūnsistēmas reakcijā ir iesaistīti daudzi gēni, kuru darbība ir samazinājusies. Intuitīvi imūnreakcija tiek uztverta kā noderīgs mehānisms, bet patiesībā ar vecumu dažu imūnsistēmas elementu aktivitāte palielinās, un hronisks iekaisums kļūst par vienu no faktoriem ar vecumu saistītu slimību attīstībā. Tam zinātnē ir pat atsevišķs termins “iekaisums” no vārdiem “iekaisums” (iekaisums) un “novecošana” (novecošana). Tāpēc nav pārsteidzoši, ka dzīves pagarināšanas procedūras izslēdz gēnus, kas saistīti ar šo procesu. No otras puses, mēs novērojām gēnu aktivitātes palielināšanos, kas iesaistīti oksidatīvā fosforilēšanā un glikozes metabolismā, tas ir, enerģijas saņemšanu šūnā. Iepriekš tas tika parādītska ar vecumu enerģijas metabolisma intensitāte samazinās dažādiem dzīvniekiem, ieskaitot cilvēkus. Procedūras, kas pagarina dzīvi, palēnina šo procesu.
Kā jūsu rezultāti palīdz atrast jaunus dzīves pagarināšanas līdzekļus?
Reklāmas video:
- Mūsu dzīves galvenais mērķis ir vienkāršot jaunu dzīves pagarināšanas veidu meklēšanu. Mūsdienās, lai pierādītu šīs vai citas ietekmes uz peļu dzīves ilgumu, ir jāgaida to dzīvnieku nāve, kuri saņem šo efektu, un jāredz, cik ilgi viņi dzīvo, salīdzinot ar parastajām pelēm. Un viņi dzīvo līdz četriem gadiem. Tas ir, lai pārbaudītu vienas zāles efektivitāti, visus šos gadus jums būs jābaro liela peļu grupa. Tas prasa daudz laika un finanšu resursus, jo dažas zāles ir diezgan dārgas. Mūsu rezultāti ļauj mums paredzēt iedarbības efektu tikai divu līdz trīs mēnešu laikā, tiklīdz tas ietekmē biomarķieru gēnu aktivitāti organismā. Mēs to varēsim izmērīt un novērtēt, vai dzīves ilgums netiks palielināts. Šī pieeja ļauj ievērojami paātrināt un samazināt jaunu ietekmju meklēšanas izmaksas. Pašlaik mēs pārbaudām apmēram desmit no mūsu paredzētajām zālēm, kas paredzētas mūža ilgumam vecu pelēm. Pagaidām nevaru izdarīt secinājumus, jo eksperiments vēl nav pabeigts, bet jau šajā posmā mēs redzam ievērojamus rezultātus.
Kāpēc vispār jūs interesē dzīves pagarināšanas tēma?
- Ja godīgi, es nekad nedomāju par to, kā tas notika. Es domāju, ka šeit ir divi faktori. Pirmkārt, mani ļoti interesē bioinformātika un vispārīgi matemātisko metožu pielietošana bioloģijā. Novecošana ir process, kurā tiek iesaistītas visas ķermeņa sistēmas, nav viena slēdža, kas to iedarbinātu. Un tieši novecošanās mehānismu izpētē ir visoptimālāk izmantot sistēmu pieeju, tātad arī bioinformātiku. Otrkārt, manuprāt, novecošanās ir viena no galvenajām cilvēces problēmām mūsdienās. No desmit nāves gadījumiem uz Zemes katru septīto izraisa ar vecumu saistītas slimības: sirds un asinsvadu slimības, vēzis, 2. tipa cukura diabēts, demence utt. Tātad šī ir veselības problēma numur viens, un, pētot novecošanos, mēs galvenokārt strādājam, lai glābtu dzīvības.
Vai jūsu reģionā tagad ir izveidojies viedoklis par to, kā cilvēka dzīves ilgums ir ierobežots? Tiek uzskatīts, ka robeža jau ir sasniegta
- Pagaidām nav precīzas atbildes uz šo jautājumu. Oficiālais rekords tagad ir 122 gadi, un ir simtgadnieki, kuri dzīvojuši vairāk nekā 115 gadus. Acīmredzot aptuveni 120 gadi ir pašreizējā robeža, kuru cilvēks var sasniegt, ņemot vērā pašreizējo veselības aprūpes sistēmu, veselīgu dzīvesveidu utt. Droši vien, izmantojot kaut kādas zāles un ģenētiskas manipulācijas, kas pagarina dzīvnieku dzīvi, mēs spēsim palielināt vidējo dzīves ilgumu cilvēkiem. Vai mēs spēsim šādā veidā palielināt maksimumu, ir grūts jautājums. Mums ir daži teorētiski pētījumi, kas parāda, ka vismaz līdz 150 gadu vecumam tas, šķiet, darbojas. Vai ir iespējams pagarināt dzīvi vēl vairāk, ir atklāts jautājums. Protams, optimismu iedvesmo zīdītāju, kas dzīvo vairāk nekā 200 gadus, piemēri, piemēram, vaļi. Bet vai cilvēks var nodzīvot 200 gadus?nepārvērtoties par vaļu, vienlaikus paliekot cilvēkam? Citiem vārdiem sakot, vai mēs varam ievērojami palielināt savu dzīves ilgumu, nemainot ķermeņa struktūras un fizioloģijas galvenās iezīmes? Pagaidām nav atbildes.
Vai jūsu jomas pētnieku centieni ir vērsti uz novecošanos kopumā kā problēmu, kuru cilvēce nākotnē atrisinās, vai arī par atsevišķām ar vecumu saistītām slimībām, kuru ārstēšana tagad nepieciešama?
- Tiek izmantotas abas pieejas. Dažas grupas koncentrējas uz īpašām ar vecumu saistītām slimībām, dažas no tām ir populārākas un mazāk populāras. Piemēram, līdztekus cīņai pret vēzi, tagad priekšplānā izvirzās neirodeģeneratīvo slimību, tai skaitā Alcheimera slimības, izpēte. Līdz šim cilvēkiem nav nevienas pierādītas zāles pret to. Izmantojot pareizo dzīvesveidu, mēs varam nedaudz samazināt slimības risku, bet, ja tā jau ir notikusi, tā nedarbosies, lai apturētu vai pat palēninātu tās attīstību. Tāpēc šīs problēmas risināšanā tiek ieguldīti ļoti daudz pūļu.
Mūsu laboratorijas pieeja ir nedaudz atšķirīga. Tā vietā, lai cīnītos ar katru slimību atsevišķi, varat izpētīt to kopīgos parādīšanās mehānismus un rīkoties atbilstoši tiem. Neirodeģeneratīvajām slimībām, sirds un asinsvadu slimībām un pat vēzim ir kopīgi pamatcēloņi - noteiktu bojājumu uzkrāšanās dažādās ķermeņa sistēmās. Mēs redzam, ka visu šo slimību attīstības risks palielinās ar ļoti līdzīgu dinamiku. Un visbiežāk, tādā vai citādā veidā palēninot bojājumu uzkrāšanos, mēs samazinām risku saslimt ar lielāko daļu vecuma slimību. Mūsu darba mērķis ir atrast tieši tik sarežģītu risinājumu - rīkoties ar cēloņiem, nevis ar sekām.
Tas ir, ja ietekme uz cilvēkiem, kas līdzīgi tiem, kas tagad pagarina laboratorijas dzīvnieku dzīvi, galu galā tiek piemērota cilvēkiem, vai tie palēninās visu šo slimību attīstību vai mainīs tās?
- Biežāk palēnina bojājumu uzkrāšanos un aizkavē šādu slimību rašanos - tā ir līdz šim visvairāk izpētītā ietekme.
Un kura no šīm sekām ir vistuvākā cilvēkiem?
- Zāles, jo šī ir vienkāršākā ārstēšanas metode. Starp tiem ir arī daudzsološi pretdiabēta līdzekļi, piemēram, akarboze un metformīns. Tie ir labi galvenokārt ar nelielām blakusparādībām. Turklāt jau ir veikti pētījumi par pacientiem ar 2. tipa cukura diabētu, kas parādīja, ka pacienti, kuri lietoja metformīnu, vidēji dzīvoja pat ilgāk nekā veseli cilvēki bez diabēta. Metformīnam ir arī labvēlīga ietekme uz dzīvniekiem. Tas ne vienmēr pagarina viņu dzīvi, bet vismaz samazina risku saslimt ar vecumu saistītām slimībām. Tas ir daudzsološs kandidāts, un pagājušajā gadā Amerikas Savienotajās Valstīs tika paziņoti pirmie metformīna klīniskie pētījumi kā novecošanās, nevis diabēta izārstēšana. Tie notiks apmēram sešus gadus un notiks trīs tūkstošiem cilvēku vecumā no 50 gadiem,tiks izmērīti dažādi fizioloģiskie rādītāji. Tas ir svarīgs precedents, jo, pirmkārt, šie ir pirmie klīniskie pētījumi par pretnovecošanās zālēm cilvēkiem. Un, otrkārt, šādi testi tuvina dienu, kad valdības regulatori atzīst novecošanos par slimību. Kamēr tas nenotiks, neviens farmācijas uzņēmums nevarēs izlaist pretnovecošanās zāles veseliem cilvēkiem.
Kurš no esošajiem ietekmes veidiem cilvēkiem šķiet daudzsološāks?
- Ja mēs runājam par galvenajām tendencēm cīņā pret novecošanos, es izceltu divas galvenās pieejas. Pirmais ir novecošanās palēnināšanās, par ko mēs jau runājām. Un narkotikas šeit diemžēl rada vismazāko efektu, spriežot pēc pelēm. Mūsdienās narkotikas var maksimāli palielināt dzīves ilgumu par 20%. Pat zemu kaloriju diēta dod līdz 30%. Visefektīvākais veids, kā palēnināt dzīvnieku novecošanos, ir ģenētiskas manipulācijas. Bet ir skaidrs, ka cilvēkiem šī ir vismazāk piemērojamā metode, jo genoma rediģēšanas tehnoloģijas ir sagatavošanās stadijā un vēl nav gatavas lietošanai cilvēkiem, it īpaši, ja runa ir par profilaktisko izmantošanu. Tātad esošās anti-novecošanās metodes, iespējams, palīdzēs palielināt veselīgu ilgmūžību.bet nedos nopietnu lēcienu dzīves ilgumā.
Otrā pieeja nav palēnināt bojājumu uzkrāšanos, bet gan tos pareizi koriģēt, kad tie jau ir uzkrājušies. Tas jo īpaši ir pamatā Aubreja de Greja un viņa organizācijas SENS pieejai. Viens no populārākajiem jaunuzņēmumiem šajā jomā ir Unity, kas izstrādā senolītiskus līdzekļus, medikamentus, kuru mērķis ir selektīvi iznīcināt novecojušās šūnas. Parasti šūnas, kurām pašiznīcināšanās neizdodas, bet dažreiz tas nenotiek, paliek audos, lai arī vairs nefunkcionē. Turklāt šīs šūnas atbrīvo iekaisuma faktorus, kas var izraisīt imūno reakciju un hronisku iekaisumu. Šīs šūnas sauc par novecojošām vai novecojušām šūnām. Un ir hipotēze, ka būtu jauki noņemt šādas šūnas. To dara senolītika. Eksperimentos ar pelēm viņi pagarināja dzīvi apmēram par 10–15%. Cilvēkiem šādas zāles iziet tikai pirmos klīnisko pētījumu posmus, un ir par agru runāt par reālu efektu. Bet, ja tas darbosies, tas būs arī viens no variantiem.
Kopumā, manuprāt, mūsu priekšrocība slēpjas faktā, ka pretnovecošanās jomā ir daudz tehnoloģiju, un mums katra no tām nav nepieciešama, lai darbotos. Pietiek ar to, ka vismaz daži ir efektīvi, un tas jau būs pietiekami, lai nedaudz pagarinātu savu dzīvi. Un šajā laikā var parādīties jaunas, efektīvākas terapijas pieejas.
Kā jūs jūtaties par biohakeriem, kuri vienkārši nevēlas gaidīt, kamēr kaut kas tiek garantēts, ka darbojas, un izmēģina uz sevi nepietiekami pārbaudītas metodes? Vai šeit ir kāda zinātnieku atbildība?
- Jums jāsaprot, ka lielākā daļa zinātnisko eksperimentu par noteiktas ārstēšanas metodes efektivitāti tiek veikti ar dzīvniekiem, un ne vienmēr tas, kas darbojas ar pelēm, darbosies ar cilvēkiem. Zinātnieki atklāj jaunas iespējas, un ārsti pēc klīnisko pētījumu pabeigšanas izmeklē to pielietojumu cilvēkiem. Tāpēc zinātnieka pienākums ir brīdināt cilvēkus, ka līdz šim šī vai šī pieeja nav pārbaudīta pret cilvēku. Un, cik es zinu, vairums zinātnieku mēģina to izdarīt. Un tad šīs vai citas metodes piemērošana ir katra individuāls lēmums, par kuru katrs pats ir atbildīgs.
Faktiski daudzas no metodēm, kuras izmanto biohakeri, ir klasiski plaši pazīstamas veselīga dzīvesveida metodes, kuru efektivitāte ir pierādīta cilvēkiem. Piemēram, mērenas fiziskās aktivitātes un zemas kaloritātes diētas gadījumā nav nekas nepareizs, ja pārāk neaiziet: neizsmeļ ķermeni ar badu, pilnībā neatsakās no ogļhidrātiem utt. Citos gadījumos, kad nav pierādīta šīs vai citas pieejas ietekme uz cilvēku, vissvarīgākais ir rūpīgi nosvērt visus ieguvumus un riskus. Piemēram, zaļā tēja eksperimentos ar dzīvniekiem ir parādījusi dažas labprotective īpašības. Jo īpaši tas samazināja neirodeģeneratīvo slimību attīstības risku un bija saistīts ar zemu cilvēku mirstību. Viņam nav nopietnu blakusparādību, tāpēc es neredzu neko bīstamu zaļās tējas uzņemšanā: iespējams, ka tas nepagarinās jūsu dzīvi,bet no tā arī nebūs acīmredzams kaitējums. Un, kad runa ir par riskantāku ekspozīciju ar manāmām blakusparādībām, tas jau ir vērts padomāt. Tomēr lielāko daļu zāļu, kas palielina dzīvnieku dzīves ilgumu, šodien pārdod tikai ar recepti, tāpēc dažos gadījumos valdība jau ir domājusi par jums.
Kas jūs pamudināja sākt zinātnes popularizēšanu?
- Es uzskatu, ka viens no zinātnieku galvenajiem uzdevumiem ir pastāstīt cilvēkiem par pētījumiem, it īpaši par viņu pašu. Jo, ja zinātnieks to nedara, to darīs kāds cits. Un tad pētījumā var iegūt dažādas nepamatotas interpretācijas, secinājumus utt. Novecošanās zona šajā ziņā ir lielisks piemērs, jo tajā vienmēr ir bijuši daudzi mīti, kas cilvēkiem netika piedāvāti kā mūžīgās jaunības strūklaka. Tāpēc ir īpaši svarīgi runāt par reāliem pētījumiem, par to, kam ir pierādījumu bāze. Jā, un es pats vienmēr esmu ieinteresēts uzstāties cilvēku priekšā, tāpēc populārzinātnes runas ir lielisks veids, kā man apvienot biznesu ar prieku.
Vai lekcijas un filmēšana prasa daudz laika?
- Vairāk un vairāk. No vienas puses, tas ir lieliski, no otras puses, kļūst arvien grūtāk to apvienot ar zinātni. Ar lekcijām šajā ziņā ir vieglāk, jo tās nav katru reizi jāpārraksta, pietiek ar to papildināšanu ar jauniem pētījumiem, nemainot galveno saturu. Video ir grūtāk, jo katram video ir nepieciešams jauns materiāls. Bet tagad mūsu komanda paplašinās, nāk jauni cilvēki, un es ceru, ka tas mums palīdzēs darīt daudz interesantāku darbu.
Mūsu konkursa nosaukums bija “Gada atklājums”, un kurš no nesenajiem atklājumiem tavā jomā tevi pārsteidza visvairāk, šķita kā jaunumi no zinātniskās fantastikas pasaules?
- Mani pārsteidza pagājušajā gadā veiktais pētījums, kurā zinātniekiem pirmo reizi izdevās 3D izdrukāt visu cilvēka sirdi no paša pacienta šūnām. Tas, tiesa, bija truša lielums, bet anatomiski tas pilnībā atkārtoja cilvēku. Šī tēma ir tālu no mūsu laboratorijas, tomēr tā mani iedvesmoja. Šūnas, kas kļuva par printera "tinti", tika iegūtas no cilvēka taukaudiem, pārveidotas par ierosinātām daudznozīmīgām cilmes šūnām un pēc tam - par muskuļu audu un asinsvadu sieniņu šūnām. Vēl pirms 15 gadiem nebija iespējams iedomāties veselu orgānu drukāšanu, un tuvākajā nākotnē tam var būt liela nozīme transplantoloģijā - tas ļaus transplantāciju veikt ļoti ātri, negaidīt piemērotu donora orgānu un izvairīties no imūnās atbildes problēmām.
Kā jūs varat novērtēt savas jomas pētījumu līmeni Krievijā, salīdzinot ar pasaules vadošajām komandām? Kur ir spēcīgi krievu pētnieki un kur viņi atpaliek?
- Mums ir ļoti laba bioinformātikas skola. Maskavas Valsts universitātes Bioinženierijas un bioinformātikas fakultāte, kuru es absolvēju, sagatavo šīs jomas speciālistus, un tie ir patiešām spēcīgi. Man šķiet, ka Krievija ir viena no vadošajām valstīm šajā jomā. Eksperimentālajā bioloģijā ir grūtības, un tās galvenokārt ir saistītas ar dzīvniekiem paredzēto eksperimentu augsto cenu. Novecošanās jomā tie prasa īpaši lielus resursus. Kā mēs apspriedām, narkotiku pārbaudei mūža pagarināšanai pelēm nepieciešams to dot katru dienu apmēram četrus gadus. Un narkotikas ir dārgas, un peļu grupām jābūt diezgan lielām: desmitiem dzīvnieku gan kontroles, gan eksperimentālajā grupā. Amerikas Savienotajās Valstīs ir atsevišķa valsts programma šādiem eksperimentiem, ko sponsorē Veselības ministrija,jo neviena laboratorija to nevar atļauties. Tātad attiecībā uz eksperimentiem ar dzīvniekiem mēs zaudējam, bet mūsu stiprā puse ir matemātikā un datorzinātnēs. Tāpēc ir ļoti svarīgi turpināt atbalstīt šādu speciālistu apmācību un darbu. Kopumā zinātnei mūsdienās nav teritoriālu robežu. Tātad cīņā pret novecošanos mēs visi darām kopīgu mērķi.
Autore: Ekaterina Erokhina
