Текст: Денис Ломоносов, Мария Ветошкина
В российских лабораториях не одно десятилетие изучают процесс старения и способы его замедления. Проделав множество экспериментов и исследований, ученые смело заявили: старение можно победить.
«У нас есть очень хороший антиоксидант, который должен сработать в борьбе со старением. Он уже прошёл ряд клинических испытаний, но, чтобы у нас оказалась та самая таблетка, замедляющая старение, нужны годы, если не десятки лет», - рассказал о научных разработках ведущий научный сотрудник МГУ имени М.В. Ломоносова и гендиректор компании «Митотех» Максим Владимирович Скулачев.
©https://pixabay.com/
«Существуют две главные точки зрения на старение. Одна из них, классическая, состоит в том, что мы просто изнашиваемся. Мы как сложный механизм накапливаем какие-то ошибки, повреждения, их становится все больше - и в конце концов мы умираем. Это довольно грустный взгляд на вещи, потому что сделать с накоплением ошибок практически ничего нельзя. Другая точка зрения, которой придерживаюсь в том числе я, состоит в том, что мы запрограммированы на определенный период жизни, с определенного момента старение активно включается, есть некий процесс, который заложен в наши гены специально, чтобы мы не жили слишком долго и слишком счастливо».
М.В. Скулачев
Некоторые ученые верят в гипотезу, что в организме есть программа, которая в определенный момент убивает его. Для такого явления был придуман специальный термин, означающий запрограммированную смерть организма, – феноптоз.
У гипотезы есть ряд доказательств, начиная от феноптоза примитивных организмов и заканчивая запрограммированной смертью человека. Один из наиболее ярких примеров феноптоза — септический шок.
«Попадание бактерий в кровяное русло, как правило, очень плохо кончается для человека – он погибает. И вплоть до XX века считалось, что гибель происходит из-за размножения бактерий и их активной деятельности. С изобретением антибиотиков выяснилось, что не все так просто. Можно убить бактерию, от нее очищается кровь, а человек все равно умирает. Выяснилось, что наш организм погибает не от бактерий, а от того, что специальные системы в организме распознают особое вещество, которое встречается только в бактериях. И если это вещество обнаруживается в крови, то запускается некая последовательность реакций, которая ведет к смерти организма».
Получается, что в процессе гибели организма бактерия практически не принимает участия, а причиной смерти становится сам организм. Бактерия лишь запускает этот процесс.
Возвращаясь к теме старения, можно предположить, что это также запрограммированная гибель организма, «медленный» феноптоз. Тогда возникает вопрос: почему у живых существ есть программа, которая со временем их убивает? Ряд ученых считает, что старение – это механизм ускорения эволюции.
Существует гипотеза, что организмы, шагнувшие далеко вперед на эволюционном пути, так называемые «эволюционные чемпионы», могут позволить себе не стареть.
Один из таких «чемпионов» - голый землекоп - единственное эусоциальное млекопитающее, которое живет колониями от 30 до нескольких сотен особей, вызывает у ученых интерес на протяжении четырех десятилетий.
«Землекоп - одно из самых загадочных млекопитающих. Неизвестно, сколько живут эти существа. Эксперименты идут уже более 35 лет. Хотя их вид ближе всего к мышам, и должны они жить от 2 до 5 лет. Но проведенный нами эксперимент показал, что вероятность умереть от старости для пяти-, десяти- или пятнадцатилетнего землекопа одинаковая, она не растет с возрастом».
В поисках ответа на вопрос, почему землекопы не стареют, было обнаружено, что митохондрии этих млекопитающих больше похожи на митохондрии эмбриона мыши, чем на митохондрии взрослой особи.
Чтобы понять сходство землекопа и эмбриона мыши, даже не нужно использовать микроскоп - достаточно просто сравнить внешние черты. Как у эмбриона мыши, у землекопа отсутствует волосяной покров, практически нет ушей, непропорционально большая голова.
«Огромное число различных параметров роднит землекопов не с взрослыми мышами, а с новорожденными … Такое ощущение, что землекоп остановил программу индивидуального развития на стадии новорожденного. И такое явление известно нам, оно называется неотенией»
Неотения – сохранение личиночных, ранне-эмбриональных или младенческих свойств на протяжении всей жизни в сочетании со способностью к воспроизведению.
Ученые НИИ Физико-химической биологии им. Белозерского МГУ насчитали более 43-х признаков неотении у голого землекопа. Это и позволило раскрыть секрет его долголетия. Он остановил свое развитие на стадии младенца. Землекоп не пересекает ту самую точку, после которой начинается старение.
«Это и есть доказательство того, что старение запрограммировано. Оно было запрограммировано и у предков голого землекопа, но дальше землекоп в силу эволюционного развития позволил себе «отключить» старение».
Землекоп - это млекопитающее с «мышиным» геномом, а геном мыши не сильно отличается от человеческого. Возникает вопрос: как неотения землекопа даст новые знания о старении человека?
«Есть еще одно млекопитающее с явными признаками неотении. Это мы с вами – Homo Sapiens. Мы тоже эволюционные чемпионы».
Если мы сравним эмбрион человека и эмбрион шимпанзе, то поймем, что они очень похожи. Детеныши шимпанзе не сильно отличаются от детей. Эта идея была высказана еще в начале ХХ века ученым Льюисом Болком. Он заявил, что мы гораздо больше похожи на детенышей обезьян, чем на взрослых особей. Простым примером является физическая сила. У взрослого примата она гораздо больше, чем у человека.
«Старение человека колоссальным образом замедлилось. Похоже, что применение неотении, которое у нас только началось (буквально несколько сотен тысяч лет назад, далеко не десятки миллионов, как для голого землекопа), уже начало давать примерно те же результаты».
Наши геномы отличаются от геномов шимпанзе на считанные проценты по геному. Тем не менее, неотения привела к колоссальной разнице. 90 процентов шимпанзе к возрасту 30 лет умирают от старости. Человек достигает такой же отметки за 80 лет. Получается, что продолжительность жизни у человека удвоилась по сравнению с ближайшими родственниками.
«Старение у человека, конечно же, исчезнет так же, как у голого землекопа, или отодвинется на какие-то очень поздние сроки. По эволюционным меркам это произойдет довольно скоро, то есть через миллион-два миллиона лет. Просто потому, что это уже существующая программа и она уже начала отключаться».
«Каким-то образом, с помощью какой-то системы, наш организм понимает, сколько ему лет. Система передаёт сигнал тканям и органам о биологическом возрасте. Сигналы - это гормоны, но и не только. Недавно были открыты новые сигнальные молекулы, например, микро-РНК в составе экзосом и другие. Реакция от сигналов разная, но одна вещь происходит точно - с возрастом увеличивается продукция радикалов в митохондриях. Это гипотетические рассуждения, но сейчас уже появляются этому фактологические подтверждения. Продукция радикалов в митохондриях увеличивает вероятность гибели клеток (апоптоз), что в свою очередь снижает клеточность тканей - атрофия тканей - типичный признак одряхления, старения организма».
Кислород, присоединивший к себе электрон, в нашем организме превращается в чрезмерно реакционно способное соединение – супероксид радикал. С возрастом количество свободных радикалов увеличивается. В связи с этим была сформулирована свободнорадикальная гипотеза старения, которая гласит, что мы живем в кислородной атмосфере и постепенно окисляемся радикалами кислорода, и это неизбежно убивает нас.
Тогда же был предложен способ борьбы с радикалами – антиоксиданты. Они способны нейтрализовать радикал, отдав ему свой электрон, и не дать повредить белки, ДНК и т.д. Однако вскоре было установлено, что антиоксиданты не способны замедлить старение. Почему же они не столь эффективны?
«Во-первых, далеко не все из них могут проникнуть в клетку. У многих антиоксидантов нет возможности пройти через гидрофобную мембрану. Во-вторых, если они попадают в клетку, то распределяются по всей ее области».
Радикалы производятся несколькими составляющими клетки. Соединения могут синтезироваться на внешней мембране, и такой тип является полезным для организма. Также есть другой источник свободных радикалов – митохондрии. Именно с этим типом связывают проблемы старения.
Сегодня многие ученые убеждены в свободнорадикальной гипотезе, и ее подтверждают различные эксперименты. Например, экспериментально доказано, что пересадка митохондрий мышам продлевает их жизнь.
Купирование избытка свободных радикалов можно осуществить фармакологическим способом. Для этого, по мнению Скулачева, нужно решить простую задачу: взять антиоксидант и поместить прямо внутрь митохондрий с точностью до нанометра.
В 1969 году биохимик, профессор МГУ Владимир Петрович Скулачев изобрел «проникающие ионы». Из-за того, что митохондриальная мембрана гидрофобна, обычные ионы не могут проникнуть сквозь нее. Проникающий ион без труда проходит сквозь мембрану из-за определенного изменения химического состава. Проникнув внутрь митохондрии, ион может что-либо «переправить» туда, через мембрану. Что именно нужно переправить ученые выяснили позже. Доставить в митохондрию необходимо антиоксидант, который воздействует на радикалы, нейтрализуя их избыток.
Данное объяснение максимально популяризировано, на самом деле, с точки зрения химии и биоинженерии, процесс более сложный.
В 2005 году вещество, проникающие ионы которого могли бы доставить в митохондрию антиоксидант, было синтезировано. Его назвали митохондриальным антиоксидантом SkQ.
«Это вещество довольно неплохо себя показало. Мы сумели его синтезировать, оно оказалось достаточно стабильным, чтобы с ним можно было работать, и, во всяком случае, на животных, оно решает ту задачу, ради которой оно было придумано».
Ученые провели ряд экспериментов, введя SkQ в различные живые организмы. Один из наиболее интересных был поставлен на млекопитающих - мышах. SkQ поступал в их организм с питьевой водой. По результатам специалисты определили, что у опытной группы, которой давали SkQ, день смерти 50% особей наступил на 300 дней позже, чем у группы, которой давали плацебо.
Если эксперименты показали эффективность препарата, замедляющего процесс старения, почему же до сих пор мы не можем прийти в аптеку и купить «таблетку от старения»?
«Нужно клиническим исследованием, согласно требованиям доказательной медицины, взять и доказать, что твое лекарство замедляет старение. Представляете, в какой временной шкале стареет человек – это занимает десятки лет. Нам нужно набрать тридцатилетних добровольцев, разделить их на две группы, одна будет получать плацебо похожее на SkQ, другая – SkQ, и через лет тридцать-пятьдесят посмотреть кривые долголетия. Кто будет это финансировать? Откуда взять ресурсы? Как это сделать?» - эти вопросы пока остаются без ответа.
«В ближайшие годы планируется выпуск системного препарата – SkQ для принятия внутрь. Препарат «Пластомитин» - очень концентрированный раствор SkQ. В прошлом году мы завершили клинические исследования этого препарата. Первые 30 людей принимали SkQ внутрь. Сейчас мы готовимся ко второму этапу исследований. Конечно, пока это не будет эксперимент над старением, а над связанной с воспалением возраст-зависимой болезнью».
Наладить производство SkQ – сложная задача. Данная разработка требует большой финансовой поддержки, которую можно получить только от инвесторов. Следовательно, нужен продуманный бизнес план по разработке и выводу препарата на рынок, что может занять до 30 лет.
Несмотря на все трудности, команда ученых на базе МГУ имени М.В. Ломоносова, компания «Митотех» и ее дочерние компании разработали проект «Ионы Скулачева», цель которого - доказать, что SkQ замедляет старение человека.
