Как обратить старение вспять? [Veritasium]

Вот сайт с шаурмой.

[Музыка]

Весь в этом видео я попробую выяснить, как можно побороть старение и продлить жизнь. Стендить перед съемками, я устроил опрос в Твиттере, попросил вас всех подумать на эту тему. Оказалось, что большинство поддерживает подобные исследования и считает, что их должно быть больше, равно как и данных. Но у многих возникли важные опасения.

Из них, я пожалуй, и начну. Значительное количество вопросов сводилось вот к чему: означает ли продление жизни, что мы больше времени проведем больными, страдая в постели от недугов? Ясное дело, это никому не нужно.

Профессор Дэвид Синклер, у которого я брал интервью для видео, отмечает, что да, действительно, с возрастом риск недугов вроде диабета, артрита и прочих значительно вырастает. Именно поэтому всю суть подобных исследований можно свести к тому, чтобы предотвратить развитие этих болезней. Если уж мы хотим победить старение, в первую очередь необходимо отложить проявления возрастных заболеваний на более поздний срок. Ведь то, что нам действительно надо, это не просто долгая жизнь стареньким, но это долгая здоровая жизнь.

Мы пытаемся увеличить продолжительность здоровья. Некоторые из вас переживали, что продление жизни будет доступно только самым богатым, что увеличит расслоение общества, и еще долгая жизнь не приведет к росту населения, а это в свою очередь приведет к большему загрязнению окружающей среды, выбросам CO2 и истощению ресурсов. В общем, опасения совсем не напрасны, и в этом видео мы их не коснемся, но не стесняйтесь обсуждать их в комментариях.

Ну а я попробую узнать, можем ли мы замедлить старение. Можем ли мы продлить не омрачённую болезнями жизнь? Для ответа я отправился на север от Сан-Франциско в морскую лабораторию Бодега, и там мне показали ужасную медузу ушастую. Aurelia знаменита тем, что некоторые исследователи считают её бессмертной. Интересно, почему?

У таких медуз очень сложный жизненный цикл. На первых этапах они полипы, нечто вроде актиніи. Затем происходит метаморфоз, и полип превращается в медузу, то есть обретает как раз ту форму, в которой мы их привыкли видеть. Полипы большинства видов способны к бесполому размножению, а также неплохо регенерируют, если вдруг теряют или повреждают какую-то часть. Кроме того, у них не остается никаких признаков биологического старения, изнашивания. Так что в каком-то смысле они бессмертны.

Об этой их особенности не было известно вплоть до, кажется, 2015 года. Так что же, ужасные медузы владеют секретом долголетия и помогут нам постичь великую тайну бессмертия?

До того, как я начал работать над этим видео, я бы сказал, что это спекуляция из разряда: можно ли загрузить человеческое сознание в компьютер? Теоретически может и сработало бы, но еще столько всего надо сделать, что это будет не скоро. Мы до конца не понимаем, как работает мозг, как хранятся воспоминания. В общем, что-то из серии научной фантастики, и мне казалось, что продление жизни до 120, 150 лет — задача того же рода. Но прочитав книгу профессора Синклера и взяв у него интервью, я подумал, что возможно, это гораздо реальнее.

И вполне вероятно, что уже наше поколение достигнет значимых результатов в борьбе со старением. Раз уж мы решили за это взяться, для начала стоит отметить вопрос, почему мы стареем и что это вообще за процесс. Когда я снимал ролик о теломерах и таких защитных колпачках на наших хромосомах, с каждым новым делением клетки они укорачиваются. Многие сравнивали их с твердыми кончиками на шнурках, которые не дают хромосоме разъединиваться.

В изношенном организме есть и другие признаки клеточного старения. Например, можно обнаружить так называемые "зомби-клетки", сохраняющиеся в тканях и загрязняющие всё вокруг. С возрастом наблюдаются нарушения межклеточных связей, митохондриальная дисфункция. В целом существует восемь-девять признаков клеточного старения, которые указывают на износ организма.

Вот вопрос: Эрик, эти черты вызывают старение или лишь говорят о том, что процесс идет? В середине прошлого века предполагали, что причина старения кроется в ДНК, и будто бы накапливаются мутации, которые постепенно разрушают организм. Но полученные с тех пор данные этого не подтвердили.

Ведь можно взять клетку взрослого организма и с помощью клонирования получить новое животное, которое проживет не меньше, чем обычно. Известно, что овечка Долли умерла довольно быстро, но сейчас мы научились клонировать обезьянок и собачек. Кстати, актриса Барбара Стрейзанд планировала своих шашлыков, и похоже, у них будет вполне нормальная продолжительность жизни. Все необходимая информация остаётся в нашей ДНК.

А если причина не в испорченной ДНК, то почему же мы стареем? Профессор Синклер тоже считает, что дело в потере информации. Но, по его мнению, совсем не в геноме. Он думает, что теряется информация в эпигеноме.

Что ж, это такое явление: в каждой клетке нашего тела содержится одна и та же ДНК, а зато у разных типов клеток разные эпигеномы, так сказать, способ упаковки этой ДНК файлами. Какие-то участки сворачиваются и не читаются, а другие, наоборот, расправляются, чтобы упростить транскрипцию и дальнейший синтез белка в клетке. Эпигеном отвечает за включение и выключение разных участков ДНК в нужный момент.

Это происходит благодаря ядерным белкам и химикатам, на которые накручивается ДНК. Комплекс веществ необходим для метилирования, из-за ненадлежащего воздействия на определенные участки ГМ. Организм формирует эпигеном, который диктует клеткам, какому типу они должны принадлежать. Но с возрастом, как считает профессор Синклер, информация эпигеномы утрачивается.

Это важно, потому что эпигеном как раз сообщает клеткам кожи, что ей нужно оставаться клеткой кожи. Если же этой информации утрачивается, то клетка забудет, что она такое и превратится, например, в клетку мозга. Это может и не страшно, но что, если клетка мозга решит, что она клетка кожи? Примерно это и есть старение.

А вот у меня на плечах есть какие-то странные волоски. Они появились, когда я уже был взрослым. Это что, как раз клетки, которые забыли, к какому типу принадлежат? То есть, должны быть клетками кожи, но растерялись? Или я чего-то не понял? Но с возрастом организм ведет себя странно: волосы отрастают там, где не должны — на ушах, в носу, на спине. Клетки как будто теряют своё предназначение, не помнят, что делать, как будто неправильно считывают гены.

Всё-таки неприятные генетические нарушения возникают из-за повреждения ДНК, вроде того, например, если долго находиться на солнце. Именно тогда она разрушает хромосомы. А теперь и клетки срочно нужно их починить. ДНК не просто плавает в ядре, она скручена, поэтому надо её расплести, позвать на помощь белки, которые всё исправят, и потом вернуть всё в нормальное состояние.

Почти в нормальное восстановление эпигеномы успешно проходит на 99 процентов. Остаточный 1 приводит к старению. Со временем всё больше гистонов оказывается не там, где нужно. Модификация происходит там, где её не должно быть. Определив участок метилирования, мы можем довольно точно установить ваш возраст и даже рассчитать время смерти.

А это как вы узнаете? Мы используем часы Хорвата. Их так назвали в честь моего друга Стива Хорвата, но их суть в химических веществах, которые копятся на ДНК, как налет на зубах. Чем больше этого налета мы видим, тем организму биологически старше. И может вам всего 40? Нет, но вы-то явно моложе. И мне, например, 50, но с точки зрения биологии может все 60. Так и было, но я поменял образ жизни, и тесты показали, что теперь мне 31.

Мне показалось интересным, что вы сумели заставить мышей быстрее стареть. Как у вас это получилось? Старение происходит при утрате информации, и этот процесс можно ускорить, повреждая хромосомы. Вместо солнца мы использовали генетические модификации, которые позволили нам ломать хромосомы. У мышей всё не настолько, чтобы вызвать мутации. Клетки восстанавливали ДНК, так что генетическая информация не менялась.

Если мы правы и всё дело в потере информации, то мышь состарилась быстрее. Так всё и случилось. Она посидела, сгорбилась, у неё развилась деменция, органы работают хуже. Мы пошли ещё дальше и решили проверить метилирование ДНК, которое мы используем вместо часов. Как мы и ожидали, результат показал, что особь как будто в 2 раза старше сородичей, с которыми ничего не делали.

Подопытная мышь не просто кажется старше — она действительно состарилась. И вот что интересно: если гипотеза верна, если повреждения, накапливающиеся в ДНК, действительно приводят к старению, то мы прямо сейчас можем кое-что сделать, чтобы позаботиться о сохранности своего эпигенома. А, и тем самым замедлить темпы старения своего организма.

Что для этого надо? Существует предположение, что миллиарда лет назад бактерии сделали очень важный эволюционный шаг. Они выработали два образа жизни: в благоприятных условиях они пускали энергию на рост и размножение, а вот в тяжелые времена все запасы энергии шли на то, чтобы защищать и чинить клетки. Иными словами, как говорит профессор Синклер, в процессе эволюции организмы обзавелись с генами долголетия.

А эти гены запускались в неблагоприятной обстановке и создавали ферменты, которые, помимо прочего, защищали эпигеном. Сегодня такие гены обнаруживают как у бактерий, так и у людей. Эти гены, которые называют генами долголетия, есть у человека и они просыпаются, когда мы, скажем, долго бежим, запыхались, проголодались, когда нам жарко или когда холодно.

Они активируют процессы защиты от старения. Что это значит? Раз. Если есть поврежденная клетка, они её учинят. Если разрушаются белки, от них избавляются или, если это возможно, восстанавливают кончики хромосом. Если они короткие, удлиняют. У нас много всего, но что важнее прочего, как мне кажется, эти гены позволяют сохранить генетическую информацию, чтобы клетки не забыли, как им себя вести.

Существует три типа генов долголетия. Первый, с которым мы работаем, — сиртуин. Они контролируют информацию в клетках. Полное название по сути означает регулятор молчащей информации, СЕР2. А еще есть так называемая инкретиназа — группа генов, которые реагируют на то, сколько энергии мы потребляем, по большей части в виде сахара. Третий тип — мишень РИП1, имитирующая жидкость. Для этих генов важно количество употребляемых аминокислот.

Если вы съели огромный стейк, вы потребили много аминокислот. Это мешает им работать и продлевать вам жизнь. Как показал наш эксперимент, лучший способ подольше сохранять жизнь мыши — это реже её кормить, устраивать кратковременную голодовку, держать животное в прохладе и ограничивать поступление аминокислот. Теперь лишь бы торговый рецепт долгой жизни для мышки, он работает и на обезьянах.

Ряд исследований показал, что ограниченное питание на протяжении 15 лет по сравнению с теми, кто мог есть сколько хочет, не только замедлило старение обезьян, но и снизило число случаев диабета и заболеваний сердца. Они здоровы и бодры, а вот контрольная группа, которая есть что хочет и сколько хочет, быстрее стареет и больше болеет.

Когда предлагают продлить жизнь, ограничивая себя в чем-то, некоторым кажется, что это не самый приятный способ. А может есть другие способы спровоцировать какой-то подобный эффект? Существуют молекулы, которые активируют действие сиртуин и обманывают организм. Например, если в лаборатории ввести мыши никотинамид мононуклеотид, это поднимет уровень вещества NAD в организме и включится режим сверхзащиты.

Что после этого происходило с вашими подопытными мышами? Честно говоря, это вылилось в неожиданную неприятность. Мыши, кому вводили NAD, бежали в полтора раза стремительнее. Некоторые были настолько упорными, что беговая дорожка не выдерживала. Пришлось менять программу устройств, до этого они работали из расчета, что мыши бегают не дальше трех километров.

Наши старые мыши бегали дальше, чем молодые. Для людей это было бы что-то вроде супер марафона. Примерно как если взять семидесятилетнего старика и заставить бежать быстрее двадцатилетнего в смысле на большую дистанцию. Представьте, что было, если бы то же самое сделать с людьми.

У нас бы древние старики побеждали в олимпийских играх. Так что выходит, чтобы замедлить свое старение, есть несколько вещей. Можно начать с защиты ДНК, пользоваться кремом от солнца, поменьше кушать, заниматься физкультурой и интенсивными упражнениями.

1. Ешьте меньше, считайте калории.
2. Поменьше белка. Организм контролирует, в каком количестве вы его употребляете.
3. Физкультура и интенсивные упражнения поднимут сердечный ритм, у организма возникнет ощущение, будто за вами гонится лев или кто похуже.
4. Постойте на холоде.
5. Или будьте на жаре.

Подобные воздействия активируют гены долголетия, которые переводят эпигеном в режим защиты и починки из режима роста и размножения. Если подумать, мы не так уж часто по доброй воле выполняем что-то из этих рекомендаций.

Но если замедлить старение недостаточно воды? Вот тут наш разговор с профессором Синклером принял любопытный оборот. Тан оказывается, он уже ищет способы обратить старение вспять. Как же этого добиться? По всей видимости, нужно вернуть эпигеном в более ранние состояния. А возможно ли такое?

В 2012 году ученые Семьи и Монако получили Нобелевскую премию за открытие четырех факторов, необходимых для того, чтобы методами генной инженерии вернуть эпигеном клетки к состоянию, в котором она находилась, будучи клеткой зародыша, и превратить клетку взрослого организма в плюрипотентные стволовые клетки всего тела. Эти методы лучше не применять, типика. Иначе мы превратимся в огромную опухоль и клетки, которые ничего не умеют.

Тем не менее, это значит, что как-то воздействовать на эпигеном можно. И в этом может скрываться ключ к омоложению. Около года назад наша лаборатория совершила прорыв. Мы перепрошили мышиный глаз. Пусть задача была очень сложная, потому что мы за неё изначально и взялись.

Если теряешь зрение с возрастом, то уже насовсем очень сложно восстановить. Но мы решили рискнуть, вас играть по-крупному в старище и применили генную терапию глазу старых мышей, надеясь омолодить сетчатку и обратить вспять процесс старения в их глазах.

Омолодились до возрастов и через пару месяцев зрение восстановилось, будто они снова юные. Вот как же перезапустить одну клетку, не превратив её в обычную стволовую? Очень осторожно. У нас действительно был риск превратить клетки в стволовые, у нас бы получились мыши с огромной опухолью вместо глаза. Поэтому мы использовали не все четыре фактора, за которые вручили Нобелевскую премию, а в итоге взяли только три, отставив в сторону тот, который провоцирует развитие рака.

Из них получился отличный инструмент. В итоге удалось откатить старение, но не переборщите. Во-вторых, важен и вовремя остановиться, выключить всю систему, когда нужно, и включить при необходимости, чтобы как бы подобрать нужный возраст. Такое можно провернуть с любой клеткой, и мы полагаем, что да, сейчас пробуем с мышами целиком, и кажется, пока все идет как надо. Признаков рака нет, животные вполне здоровы.

Вопрос в том, можно ли омолодить весь организм разом. В итоге, скажем, с двух лет назад до двух месяцев. Это мы и пытаемся сделать. Очень интересно, умопомрачительная, бы даже сказал. Я думал, будет здорово замедлить старение, а теперь пытаемся откатить возраст назад.

Ведь моя молодели глаз всего один раз. Но что, если так можно сделать два, а то и сотню раз? Все. Профессор Синклер утверждает, что генная терапия омолодила голоса мыши и восстановила их зрение.

Дать о плане, но применить тот же метод и триллиону клеток организма всё же нереально. Чтобы всё это сработало, нужны иные подходы. Вернемся к нашим медузам. Дело в том, что любая клетка тела взрослой медузы может вернуться на более раннюю стадию жизненного цикла и превратиться в бали целый. Кажется, будто медузы способны запускать что-то из выделенных им факторов, и возвращать эпигеном на более ранние стадии развития.

Если мы выясним, как это происходит, возможно, сможем сотворить нечто подобное со своими клетками. И мы на такое тоже способны, но, как правило, исключительно на стадии эмбрионального развития, когда все клетки по сценарию стволовые. По мере роста и взросления большинство млекопитающих, включая людей, утрачивают стволовые клетки. Но те, что остаются, уже довольно строго привязаны к тем типом клеток, которыми могут стать.

Если мы поймем, как ушастые медузы превращают клетки, предположительно разных типов, в те, которые необходимы для регенерации, возможно, мы найдем способ делать нечто подобное с людьми. Очевидно, до этого ещё далеко. И обратить вспять старение человеческого тела мы сможем не скоро.

Однако, судя по словам профессора Синклера, мы наметили хотя бы тропинку. Есть набросанная грубая карта возможного пути к продлению жизни и победе над старостью.

Интим переведено и озвучено студией "Вверх".