Все, что нас убивает. Человечество стоит на пороге разгадки секрета долголетия, над которым трудилось веками — отрывок из книги
Питер Диамандис и Стивен Котлер уже много лет исследуют современные технологии и их развитие, а вместе с ним — трансформации, приносящие с собой прогресс. Все свои знания и прогнозы о ближайшем будущем они изложили в книге «Будущее ближе, чем кажется». Как технологии меняют бизнес, промышленность и нашу жизнь.
В нем авторы прогнозируют, как изменятся основные сферы нашей жизни за следующие 10 лет, в частности, транспорт и передвижение, розничная торговля, реклама, образование, здравоохранение, развлечения, еда и финансы. НВ публикует (в переводе на русский — ВМ) отрывок из книги «Майбутнє ближче, ніж здається. Як технології змінюють бізнес, промисловість і наше життя», изданной издательством Лаборатория, который посвящен будущему долголетия.
Девять всадников нашего апокалипсиса
Мы уже говорили о том, что, продлив продолжительность здоровой человеческой жизни, мы существенно ускорим темпы перемен в нашем мире. Все максимально просто: чем дольше человек живет, тем дольше работает на пике своих возможностей и, соответственно, вносит значительный вклад в инновации. Вот только до сих пор мы не останавливались подробно о том, как воплотить это в реальность. Рассмотрев инновации в области здравоохранения в предыдущей главе, было бы логично остановиться на проблеме долголетия и разобраться в перипетиях гонки между технологиями и смертью.
Начнем, собственно, с наших биологических часов, известных как старение. «Старение — это не просто пробег системы, — объясняет исследователь и руководитель Национального института здравоохранения Фрэнсис Коллинз. — Это запрограммированный процесс. Эволюция позаботилась о том, чтобы некоторые биологические виды не жили вечно. Старшее поколение должно освободить пространство молодому, чтобы ему хватило ресурсов».
Чтобы это сделать, эволюция изобрела бесперебойный механизм, известный как старение. Ученые выделяют девять основных причин этого упадка, девять всадников нашего внутреннего апокалипсиса. Остальные разделы мы посвятим попыткам их преодолеть. Однако сначала нужно поближе познакомиться с этими всадниками и узнать ответ на ключевой вопрос: что же нас убивает?
1. Нестабильность генома. ДНК не всегда дублируется по плану. Как правило, ошибки в экспрессии генов фиксируются и исправляются, но не всегда. Со временем эти осечки накапливаются и приводят к изнашиванию нашего тела. Итак, генетическая нестабильность наносит нам вред и сокращает продолжительность жизни. Это как сломанный ксерокс, только вместо нечитабельных документов неправильные гены «печатают» болезни наподобие рака, мышечной дистрофии и бокового амиотрофического склероза.
2. Сокращение теломер. Внутри клетки ДНК формирует нитевидные структуры, называемые хромосомами. Хромосомы имеют на концах теломеры или короткие фрагменты ДНК, которые дублируются тысячекратно. Эти повторения, как бамперы на машинах, призваны защищать ядро хромосомы. Но когда ДНК дублируется, теломеры становятся короче. На определенной стадии клетка перестает делиться, и мы становимся менее защищенными от болезней.
3. Эпигенетические изменения. Внешний мир оказывает влияние на внутренний. В течение жизни окружающие факторы могут влиять на наши гены, иногда не лучшим образом. Скажем, контакты с канцерогенами могут притупить ген, сдерживающий развитие опухолей. Тогда клетки начинают неконтролируемо расти, и в результате развивается рак.
4. Утрата протеостаза. Внутри клетки погоду делают белки. Они транспортируют «материалы», отправляют сигналы, включают и выключают различные процессы и поддерживают структуру клетки. Но со временем белки теряют свою эффективность, так что организм их утилизирует. К сожалению, с годами мы иногда теряем эту способность к протеостазу. Клеточный мусорщик бастует, а мы страдаем от токсической свалки белков, которая может стать причиной, например, болезни Альцгеймера.
5. Сбой распознавания питательных веществ. Человеческому телу нужно более 40 различных питательных веществ, чтобы быть здоровым. Чтобы все работало как следует, клетки должны уметь их распознавать и обрабатывать. Но с возрастом мы теряем эту способность. Например, одна из причин набора веса состоит в том, что с годами наш организм уже не переваривает жир как следует. А это в свою очередь влияет на продуцирование инсулина и может привести к диабету.
6. Митохондриальная дисфункция. Митохондрии — это эдакие электростанции. Превращая кислород и пищу в энергию, они дают нашим клеткам «топливо». Но со временем их производительность падает. Как следствие, появляются свободные радикалы — вредная форма кислорода, калечащая ДНК и белки и вызывающая многие хронические заболевания, связанные со старением.
7. Клеточное старение. Под влиянием стрессовых факторов клетки периодически «стареют». При этом они одновременно теряют способность к делению и гибели. Эти «клетки-зомби» нельзя убрать из организма. Они накапливаются, заражают соседние клетки и вызывают настоящий зомби-апокалипсис, ослабляя нашу защиту перед воспалениями.
8. Истощение стволовых клеток. С возрастом наш запас стволовых клеток сокращается, иногда в десятки тысяч раз. Хуже того, остающиеся становятся гораздо менее активными. Это означает, что внутренняя система обновления тканей и органов не может выполнять свою работу.
9. Изменение межклеточной связи. Чтобы организм работал как следует, между клетками должна существовать связь. «Сообщения» передаются через кровь, иммунную и эндокринную системы. Со временем сигналы слабеют. Некоторые клетки не соответствуют, а некоторые превращаются в зомби. Воспаления, вызываемые ими, блокируют дальнейшую коммуникацию. Таким образом, сообщения не доходят до адресата, и иммунная система не может фиксировать болезнетворные организмы.
А теперь, когда мы знаем, что нас убивает, давайте узнаем, что может спасти нас.
Космическая скорость долголетия
Хотите получить Нобелевскую премию? Исследуйте червей. И не каких-либо, а круглых нематод, также известных как Caenorhabditis elegans или C. elegans.
У этого червя много друзей.
Шесть ученых уже получили «шведское золото»за работу с этими существами. Как результат, C. elegans стал первым организмом, чей геном полностью расшифрован, а структура его нервной системы полностью описана. Однако, несмотря на столь выдающиеся достижения, многие считают, что наибольший вклад нематод в науку еще впереди, ведь C.elegans — это первое животное, сошедшееся в поединке со смертью и победившее.
В чашке Петри C.elegans живет около 20 дней. В 2014 году учёные Национального института здравоохранения решили увеличить этот срок. Предыдущие исследования показали, что сделать это можно двумя способами. Если удалить ген rsks-1, продолжительность жизни продлится на 6 дней, а если избавиться от daf-2, то на 20. Но этим ученым стало интересно, что случится, если они «нокаутируют» оба гена.
«Ученые предположили, что такие мутанты должны жить около 45 дней, — написал директор Национального института здравоохранения Фрэнсис Коллинз, финансировавший исследования. — Однако, к их удивлению, некоторые из этих существ были еще живы и через 100 дней. Невероятное увеличение продолжительности жизни червей в 5 раз. Это эквивалент 400-летнего человека».
Применить эту методику на человеке — именно то, чего хотят ученые, исследующие тему долголетия. Конечно, колоссальную роль здесь играет генетика. Со времен первой работы по C. elegans другие ученые определили еще более 50 генов, связанных со старением. Пять из них кажутся особенно интересными. Если убрать любой из них, продолжительность жизни увеличится на 20%.
Но речь идет не только о генетике. Миссия Мартины Ротблатт по обеспечению человечества бесконечным запасом «запчастей» тоже чрезвычайно важна. Как и доступность хирургии, которую обеспечат роботы, и разработка нового лекарства, которым занимается искусственный интеллект и квантовые компьютеры. В то же время, не нужно зацикливаться на чем-нибудь одном. Только соединение всех этих подходов выведет нас на качественно новую тропу.
Старый путь вел нас к жизни продолжительностью в 35 лет. Так было от эры палеолита вплоть до конца промышленной революции. В ХХ веке такие чудеса, как антибиотики, санитария и чистая вода, позволили нам жить дольше. В 1950 году средняя продолжительность жизни составляла 48 лет, а в 2014 — 72. Сегодня Рей Курцвайль и эксперт в этой области Обри де Грей заговорили о «скорости избегания старости». Мол, скоро наука научится продлевать нашу жизнь на один год по отношению к каждому уже прожитому. Другими словами, если мы переступим этот порог, то буквально будем на шаг впереди смерти.
Курцвайль считает, что до этого порога остается 12 лет, а Грей думает, что 30. Почему мы должны им верить? Один очевидный факт: в могилу с собой ничего не заберешь. Все деньги мира не имеют никакого значения. Так сколько богатые люди готовы заплатить за пару лишних десятков лет здоровой жизни? Много. Это объясняет рост инвестиций в развитие технологий борьбы со старением. Один из самых ярких примеров — компания Calico от Google. И, что самое важное, хотя продление жизни элиты — сомнительная цель, как мы убедились, со временем благодаря слиянию технологий инновации демонетизируются и демократизируются. Это означает, что, возможно, вы и почти наверняка ваши дети смогут жить на десятки лет дольше.
Давайте рассмотрим несколько наиболее перспективных технологий в этой области.
Лекарство от старости
Остров Пасхи — это далекий экзотический край странных слухов, каменных голов и странных слухов о каменных головах. Некоторые говорят, что старейшины острова с помощью специальных заклятий могут оживлять эти головы и управлять ими, как гигантской каменной армией. Остальные говорят, что головы влияют на жизненную силу людей. Они могут как забирать ее, так и приумножать, давая могущество избранным. В конце концов, в середине 1960-х годов небольшая группа ученых обнаружила, что последняя гипотеза может быть чем-то большим, чем обычные странные слухи.
Все началось, когда крошечная изолированная община острова Пасхи решила, что с них хватит. Долой крохотность и изолированность. Они захотели иметь аэропорт. Ученые засуетились. Один из наиболее экологически чистых регионов мира должен вот-вот потерять свою чистоту и экологичность. Межнациональную группу ученых срочно отправили туда собирать образцы флоры, фауны и микроорганизмов, в том числе — и это важнейшая часть нашей истории — из почвы под одной из загадочных каменных голов.
В конце концов, эта почва оказалась в руках канадского микробиолога по имени Сурен Сегал, доказавшего, что тот имеет магические свойства. Он убивает грибок. Сегал выделил этот компонент и назвал его рапамицином в честь оригинального названия острова — Рапа Нуи. Несмотря на потенциал этого открытия, у Сегала закончились средства для дальнейших исследований, и он отложил препарат в дальний ящик, где он успешно пролежал до конца 1970-х годов, пока не пришла новая волна финансирования. Повторный анализ выявил в этой почве еще большее содержание магии. Рапамицин был не просто противогрибковым средством. Он ингибировал иммунную систему, что создавало новые возможности для трансплантации органов.
Этот потенциал превратился в целую индустрию. С тех пор рапамицин используют для всего: от операций на сердце до предотвращения отторжения пересаженных почек. А затем исследователи сделали еще более впечатляющее открытие в отношении магической почвы: рапамицин сдерживает развитие рака.
Компонент блокирует белок, способствующий делению клеток. Если дать его червям, мухам или грибкам, результатом будет не только сдерживание рака, но и продление жизни. Тогда возник следующий вопрос: подействует ли эта магия на млекопитающих?
В 2009 году Национальный институт здравоохранения дал на него ответ, продемонстрировав, что рапамицин продлевает жизнь мышей на 16%. В 2014 году все эти открытия привели компанию Novartis к решению провести тесты на людях. Это было первое официальное испытание препарата против старения, проведенное фармацевтической компанией. Впрочем, когда до ученых дошло, что в этой почве действительно есть что-то чрезвычайное, начались поиски других компонентов для борьбы со старением.
Одним из результатов этих поисков явилось открытие препарата под названием метформин. Это наиболее распространенное средство для борьбы с диабетом в мире. Он замедляет производство сахара и регулирует уровень инсулина. А еще тормозит темпы «сгорания» клеток, защищает организм от оксидативного стресса, противостоит раку и, как мы недавно узнали, значительно увеличивает продолжительность жизни червей, мышей и крыс. А как насчет людей? Этот вопрос еще открыт, но ученые пытаются найти на него ответ.
Пока рапамицин и метформин защищают нас от разрушающего эффекта возраста, другие исследователи ищут компоненты, которые повернут время вспять. Речь идет о так называемой сенолитической терапии — лечении препаратами, уничтожающими клетки-зомби, которые вызывают воспаление. Эти клетки называют одной из основных причин старения. Сейчас с полдесятка компаний разрабатывают препараты, уничтожающие клетки-зомби, леча таким образом различные заболевания: от обычной слабости и остеопороза до сердечно-сосудистых и неврологических расстройств.
Одной из самых интересных таких компаний стала Unity Biotechnology, развивающаяся не в последнюю очередь благодаря инвестициям Джеффа Безоса, Пола Аллена и Питера Тиля. Ученые компании придумали способ идентифицировать и убивать сенолитические клетки. По крайней мере, это работает на мышах. Но работает по-настоящему. Результатом сенолитической терапии, проведенной на мышах среднего возраста, стало увеличение продолжительности их жизни на 35%, а также существенное улучшение состояния их здоровья. Все типичные симптомы старения, от нехватки энергии до катаракты и отказа почек, либо не проявляются вообще, либо возникают гораздо позже. Компания Unity разрабатывает около десятка препаратов от многих болезней, вызванных старением. Некоторые даже прошли первую фазу тестирования на людях. Сильный игрок на ниве борьбы со старением.
А еще есть Samumed, другая активная компания, занимающаяся вопросами долголетия. Это предприятие стоимостью 12 млрд долларов, базирующееся в Сан-Диего, сосредоточилось на так называемых сигнальных путях Wnt. Как подсказывает само название, это механизм, посредством которого организм передает свои сообщения. В этом случае эти сообщения управляют группой генов, одновременно и помогающих расти человеческому эмбриону, и играющих существенную роль в процессе старения. Сбои в работе сигнальных путей Wnt напрямую связывают с 20 заболеваниями, среди которых рак. Поэтому почти каждая крупная фармацевтическая компания уже давно изучает этот вопрос. Но Samumed, возможно, удалось найти ответ.
Они сосредоточили усилия на одном конкретном сигнальном пути Wnt, регулирующем поведение взрослых стволовых клеток. Компания разработала 9 так называемых регенерантов. Все находятся на контроле Управления продовольствия и медикаментов США. В этот список входят препараты и от выпадения волос, и от болезни Альцгеймера. Однако больше всего внимания привлек их успех в борьбе с артритом и раком.
Начнем с артрита, которым страдают 350 млн человек по всему миру. Пока лекарств от этой болезни не существует. Но в 2017 году компания Samumed опубликовала результаты небольшого исследования по теме коленного остеоартрита. В рамках испытаний 61 пациент получил в колено укол препарата для сбалансирования Wnt. В итоге, все участники отметили существенное улучшение. Повторный осмотр спустя 6 месяцев выявил значительное ослабление болевого синдрома, улучшение подвижности в суставе, а также наращивание в среднем почти 2 мм новой хрящевины.
«Действующее вещество задерживается в организме на полгода, — объясняет генеральный директор Samumed Осман Кибар. — В этот период она заставляет стволовые клетки выращивать новые хрящевые ткани — такие же крепкие и эластичные, как у подростка. Дело в том, что стволовые клетки-предшественники есть в организме даже 80-летнего человека, им просто нужно дать правильный сигнал». Но, возможно, это только начало.
«Инъекция того же действующего вещества в позвоночник крыс с поврежденными межпозвонковыми дисками восстанавливает весь диск, — говорит Кибар. — Если посмотреть на качество клеток, этот диск моложе и сильнее».
Правда, человеческий организм это несколько иная история. Очень мало препаратов переходят от тестирований на мышах к тестированию на людях, но некоторые препараты Samumed, лечащие травмы мышц плечевого пояса и ахиллова сухожилия, уже прошли первую фазу испытаний. А препарат от артрита колена уже проходит третью. Впереди еще много работы, но в результате мы можем получить лекарство, которое даст людям несколько лишних десятилетий здоровой подвижности.
Не менее увлекательная часть исследований Samumed связана с раком. Фактически рак возникает тогда, когда происходит сбой в работе стволовых клеток. Блокируя приводящие к этому сигнальные каналы, препараты Samumed берут на прицел все типы опухолей. Большинство этих лекарств до сих пор проходят клинические исследования или первые стадии тестирования на предмет безопасности и эффективности, но в рамках благотворительно-испытательных программ Samumed позволили давать их смертельно больным пациентам. И результаты оказались блестящими.
В рамках одной подопытной группы, благодаря небольшой регулярной дозе препарата, темпы роста опухолей удалось замедлить на 80%. Во время другого исследования, в котором приняли участие больные раком поджелудочной железы, длительный прием препарата сумел сдержать этот обычно смертельный недуг. «Никакое лекарство не помогало этой женщине, — рассказывает Кибар об одной пациентке. — Она весила около 30 кг, и врачи отправили ее домой умирать. А теперь после года употребления нашего препарата она в норме. Она путешествует, ходит на свидание, весит 54 кг и живет обычной жизнью. Конечно, это лишь первые успехи в этом направлении, но начало весьма многообещающее».
Кровавый источник молодости
В начале 2000-х годов группа стенфордских исследователей принялась искать источник молодости в неожиданной области: в легендах о Дракуле. Подобные истории существовали еще в древней Греции, упоминались в поэзии Овидия, а затем трансформировались в готические рассказы о вампирах, в которых речь идет об омолаживающем эффекте юной крови. Стэнфордские ученые решили проверить эту теорию на мышах.
Воспроизведя ужасную древнюю методику парабиоза, они соединили сердечно-сосудистую систему молодой и старой мышей и начали прогонять кровь первой через организм второй. Результат был виден невооруженным глазом. Молодая кровь фактически оживила старшую особь.
Но это еще не все. Некоторые ткани и органы старого животного переняли свойства молодого и здорового. Дальнейшие исследования подтвердили и показали, что процесс действует и в обратном направлении. Если прогнать через организм молодого животного кровь старухи, ее биологические часы побегут вперед.
Эта работа вызвала большой интерес. Со временем ученые стали понимать, почему происходит такое омоложение. Команда из Гарварда установила, что молодая кровь способствует формированию новых нейронов в мозге и останавливает утолщение стенок сердца, ускоряющее старение. Также эти ученые обнаружили вещество, известное как «фактор роста/дифференцировки 11» или GDF11, стоящее, по меньшей мере, за несколькими из этих процессов.
В 2014 году другая группа исследователей доказала, что инъекции GDF11 делают мышей сильнее, улучшают их память и кровоснабжение в мозг. Другие работы продемонстрировали, что GDF11 оказывает положительное влияние на сердечно-сосудистую систему, ускоряет восстановление мышц, повышает выносливость и улучшает работу мозга.
Все эти усилия привлекли внимание бизнеса. Например, компания Elevian под руководством доктора Марка Аллена и квартета гарвардских специалистов по регенеративной биологии тоже ищет секреты долголетия в GDF11 и других замедляющих старение веществах. Между тем, компания Alkahest работает над разработкой плазматической смеси для лечения болезни Альцгеймера.
Журнал Wired назвал это «поиском иголки в стоге сена», ведь плазма крови содержит более 10 тысяч разных белков. Но на самом деле это скорее поиск иголки в куче золота. Поиск омолаживающих белков повлек за собой настоящую биологическую «золотую лихорадку». Стартапы работают в поте лица, не говоря уже о фармацевтических гигантах. В 2017 году Национальный институт исследования вопросов старения выделил 2,35 млрд долларов ученым, занимающимся такими исследованиями. Так что в XXI веке реальны не только летающие машины и роботы, но и граф Дракула.
Тысячи лет мы искали источник молодости. Все вышеупомянутые исследования показывают, что предмет наших поисков — это в большей степени время, чем место. Источник молодости — это конкретный период истории, когда технологии бросают вызов смертности. Да, вопрос о том, будем ли мы жить когда-нибудь вечно, пока открыт. А вот превращение столетнего человека в шестидесятилетнего — это уже дело времени.
Портал «Вечная молодость» vechnayamolodost.ru
