Стратегия для инженерного пренебрежимого старения Обри ди Грей

В этой статье расскажу почему человек стареет, по мнению знаменитого биогеронтолога, Обри ди Грея организовавшего исследовательский фонд SENS, который призван помочь внедрить регенеративную медицину, которая, возможно, имеет наилучшие шансы для излечения болезней старения.

Доктор Обри ди Грей часто сравнивает человека и автомобиль - машина со временем работает все хуже, но может ездить гораздо дольше, чем это предполагалось производителем, когда она сходила с конвейера: из-за применения своевременного техобслуживания, ремонта и замены вышедших из строя деталей. В случае с человеком происходят подобные процессы: во время жизни накапливаются повреждения за счет обмена веществ, но ремонтные механизмы человеческого тела несовершенны и не могут устранить все повреждения, поэтому с течением времени они достигают критического уровня и человек стареет и умирает.

Три подхода: почему стареет человек и как этому помешать

Обри ди Грей пропагандирует инженерный подход к старению: он предлагает исправлять всего семь типов повреждений, нанесенных обменом веществ в организме во время старения, они хорошо известны и изучены. Нам совсем необязательно стараться найти метаболические пути, который их вызывают, чтобы исправить нанесенный вред. Наглядно место данного подхода можно удивить ниже на рисунке.

три подхода к проблеме старения

Этот подход находится между двумя типовыми попытками воздействия на процессы старения: геронтология старается досконально изучить процессы старения до еще до того момента, как повреждения появляться в организме и попытаться их замедлить, а гериатрия уже после того как повреждения перешли на уровень выше — появились различные патологические изменения в организме и возрастозависимые заболевания.

Регенеративная медицина по Обри ди Грею должна помочь решить проблему старения на трех уровнях:

1. Органы (искусственная замена)
2. Уровень клетки (терапия стволовыми клетками), и, или:
3. Молекулярный уровень (ремонт на клеточном уровне)

Почему человек стареет — семь смертельных причин старения внутри наших клеток

Человек стареет из-за семи механизмов постоянно действующих внутри организма на клеточном уровне, далее подробно опишу каждый из них, взгляните на таблицу ниже. Механизмы старения открыты уже давно, но финансирование их исследований настолько незначительно, что не позволяет сделать решительных шагов к победе над ними.Я приведу методы, позволяющие убрать данные процессы для отмены старения, по мнению, Обри ди Грея, подобные технологии возможны в ближайшие 25–30 лет - если удастся увеличить финансирование исследований данных процессов.

Семь механизмов старения, методы борьбы с ними, и год открытия

Клетки умирают и не замещаются- Замена утраченных клеток

Возрастная саркопения

Наши клетки постоянно повреждаются, различными процессами в организме при этом в организме существуют процессы позволяющие восстановить часть повреждений, но далеко не все. Те клетки которые не удалось восстановить либо уничтожаются процессом под названием и другими, или из-за несовершенства механизмов очистки остаются в организме в поврежденном состоянии. Места поврежденных клеток занимают клетки, образовавшиеся из стволовых клеток, но с возрастом эффективность этих процессов снижается.

В результате описанных выше процессов наши органы такие, как мозг, сердце, и мышцы, в которых имеются долгоживущие клетки, часть из них безвозвратно теряют, что приводит к ухудшению функционирования органов. Примером могут быть, такие возрастные заболевания, как: саркопения - потеря клеток скелетных мышц, сердечная недостаточность — отмирание клеток сердца, в мозге происходит отмирание нейронов - что выливается в ухудшение его работы, ухудшению мелкой моторики (в результате этот процесс приводит к болезни Паркинсона). Тимус - железа производящая большинство иммунных клеток с возрастом уменьшается в размерах, из-за этого люди с возрастом всем более подвержены вирусным заболеваниям - их организме не производится достаточного количества иммунных клеток.

Как это исправить? Обри ди Грей отвечает на этот вопрос:

При помощи клеток предшественников, стволовых клеток способных превращаться в клетки любого органа, сначала мы программируем их на нужную функцию в лаборатории, после чего вводим их в организм и они заменяют недостающие клетки.

Внеклеточный мусор — накопление амилоида

В межклеточном пространстве может накапливаться дефектные слипшиеся белки, которые больше не выполняют своих функций, но могут своим существованием нанести вред организму за счет связывания полезных белков. Обычно такие скопления называют - амилоид. Существует несколько видов амилоида, но наиболее известный это бета-амилоид - похожее на паутину соединение которое, образует бляшки в сосудах головного мозга у пациентов больных болезнью Альцгеймера и влияет на ухудшение когнитивных функций.

Подобные виды дефектного белка образуются так, же и в других тканях организма и способствуют возраст-зависимым заболеваниям: скопление амилоида у больных сахарным диабетом второго типа, скопление амилоида в сердце - амилоидоз сердца. Есть предположение что сердечный амилоидоз являться основной причиной смерти долгожителей переживших возраст 110 лет, так, как более чему у половины умерших после 90 лет вскрытие находит такую патологию в сердце.

Как с этим бороться? Обри ди Грей считает самым перспективным путем борьбы с проблемой накопления амилоида, активацию собственного иммунитета человека, иммунитет может эффективно расправиться с амилоидом, главное, чтобы при этом не было побочных аутоиммунных эффектов на органы человека. Сейчас над этой проблемой работают уже десятки компаний вкладывающих крупные суммы в решение этой задачи, из всех писаных механизмов старения на этот тратятся самые большие средства за счет связи его и болезни Альцгеймера. Когда будет достигнут прогресс в области лечения болезни Альцгеймера при помощи вакцин, будет легко перенести отработанную технологию и на любой другой тип амилоидоза, и окончательно расправится с ним.

Внеклеточные сшивки белков

Многие из структур внутри вашего организма построены из долгоживущих белков, которые работают от самого рождения и до момента смерти, или работают в течении десятков лет, не подвергаясь переработке или обновлению. От этих белков зависит эластичность например: внутренней стенки артерий, эластичность кожи, прозрачность хрусталик глаза. В процессе старения эти белки реагируют с молекулами глюкозы и некоторыми другими находящимися в крови (процесс называется гликирование белков), это приводит к образованию «сшивок»- два ранее независимых белка, которые могли свободно двигаться становятся связанными друг с другом, что мешает их нормальному функционированию.

процесс образования глюкозной сшивки

Когда такие сшивки поражают белки артерий они теряют возможность нормально двигаться относительно друг друга, артерии теряют эластичность, этим обусловлен постепенный рост систолического артериального давления с возрастом, с ростом артериального давления сильно увеличивается риск инсультов и других патологий. Старение кожи с возрастом тоже обусловлено образованием гликированых сшивок коллагена — основного белка в теле человека отвечающего за эластичность тканей.

Как бороться со сшивками белков? Нам уже хорошо известны химическая природа содержащих сшивки веществ, и она достаточно сильно отличается от нормальных клеток в организме. Необходимо разработать такие вещества которые их разрушать на влияя на остальные составляющие организма.

Удаление старых дефектных клеток

В наших организмах с течением времени клетки отработавшие свою функцию зачастую являются балластом, который больше не нужен организму, с возрастом очищение от этих клеток организме замедляется, это не раковые клетки — они не растут и не делятся, но в тоже время они мешают организму нормально обновляться.

Примеры таких клеток:

• Классические стареющие (сенесцентные) клетки
• клетки жировой ткани
• иммунные клетки

Как можно избавить организм от стареющих клеток? Обри ди Грей говорит, что при помощи специальных препаратов можно вызывать самоубийство стареющих клеток (апоптоз), исследования подобных препаратов ведутся сейчас большим числом компаний. В начале 2016 года в исследовании на лабораторных мышах удалось провести успешный эксперимент- животные жили на 17-36% процентов дольше, чем мыши которым не давали препарат.

Мутации митохондриальной ДНК

Ох уж эти митохондрии, последнее время про исследования в этой области новости выходят очень часто. Митохондрии обеспечивают энергией наши организмы, являясь своеобразными миниатюрными батарейками внутри наших клеток. Митохондрии преобразуют питательные вещества в энергию — АТФ, которая участвует во всех биохимических реакциях в организме.

В митохондриях есть своя, отличная от основной, расположенной в ядре клетки цепь ДНК, во время генерации энергии происходит постоянный выброс отходов — высокоактивных молекул свободных радикалов, которые со временем повреждают внутреннюю ДНК митохондрий так, как она расположена очень близко, в ДНК происходят мутации. Из-за этих процессов митохондрии перестают нормально функционировать и давать необходимое количество энергии, что вызывает множественные старческие болезни, и снижение общей энергетики.

Чтобы защитить митохондриальную ДНК от повреждений предлагается скопировать ее внутрь ядра клетки, вместе к основной ДНК, при этом она будет выполнять все положенные ей функции но будет защищена от повреждений свободными радикалами — говорит др. ди Грей.

Внутриклеточный мусор

Внутри наших клеток могут скапливаться продукты жизнедеятельности — различные элементы белковых структур, которые были повреждены в процессе жизни клети, или выполнили свою функцию и больше не нужны. В клетке существует встроенный механизм очищения — его я описывал в статье «клеточная » механизм эффективный, но даже он иногда дает сбой в этом случае лизосомы не могут переварить весь скопившийся в них мусор, если это происходит, то аутофагосома может чрезмерно увеличить свои размеры и в итоге разорваться — это приведет к гибели клетки, или к катастрофическим повреждениям из-за, которых будет нарушена ее работа. С течением времени таких клеток все больше в организме — это еще одна причина того, почему стареет человек.

Эпимутации в ядре — образование раковых клеток

Во время старения в нашем организме накапливаются два типа изменений мутационные и эпимутационные: мутации повреждают саму ДНК находящюся в ядре клетки, а эпимутации нарушают «каркас» ДНК отвечающий за процесс то, когда и какие именно гены становятся активными. В итоге оба этих процесса нарушают правильную работу клеток организма и что может привести к неконтролируемому делению и росту клеток — раку. Недавно появилась информация, что соединение возможно может исправлять мутации ДНК, если это так, то это огромный шаг на пути к победе над старением!

Какие способы предлагает SENS для борьбы с раком? Иммунотерапия видится наиболее перспективным способом борьбы в ближайшей перспективе — организм может без труда справиться с раковыми клетками если сможет их найти. Нам нужно лишь направить в нужную сторону. Обри ди Грей предлагает еще более радикальный метод для того, чтобы рак вообще не мог возникать в наших клетках: удалить ген теломеразы из наших клеток, чтобы запретить деление клеток организма как таковое. При этом восстанавливать ткани которые требуют постоянного обновления путем регулярного ввода извне стволовых клеток. Подробно с этим подходом можно ознакомиться в его книге «Отменить старение», которую можно скачать в разделе «книги».

Так все таки, Почему человек стареет?

Я описал семь известных механизмов вызывающих старение, вы не поверите, но существует нескольких десятков теорий старения, которые пытаются объяснять процессы вызывающие эти механизмы! На некоторых сайтах в интернете безапелляционно пишут, что старение вызывают радиационное воздействие, или свободные радикалы, но правда в том, что нет единого мнения на механизмы вызывающие старение, в этом вопросе слишком много противоречивых моментов. Все теории очень интересны если их изучать, и разбираться, на блоге я обязательно опишу самые популярные из них. Но инженерный подход Обри ди Грея, хотя до конца и не говорит о том, почему стареет человек, но может помочь исправить повреждения организма от старения даже не полностью понимая фундаментальные процессы, и это выглядит гораздо более перспективным.

Ребята, мы вкладываем душу в сайт. Cпасибо за то,
что открываете эту красоту. Спасибо за вдохновение и мурашки.
Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте

Старость - кто-то от этого слова впадает в депрессию, кто-то предпочитает не думать о ней, а ученые решили найти способ избавиться от этого неизбежного этапа в жизни каждого человека. В этой статье мы рассмотрим, до чего дошла наука и технологии и можно ли уже сегодня победить или хотя бы отсрочить этот естественный для организма процесс.

Мы в сайт хотим дать небольшой спойлер: ученые все-таки сделали прорыв.

1. Образ жизни

Каждый день мы слышим о пользе физических упражнений, правильного питания и отсутствия вредных привычек. Это не слухи - в 2018 году было доказано, что все эти действия в совокупности могут добавить вам более 10 лет жизни. Исследование , которое длилось 34 года, показало, что если отказаться от курения, сохранять индекс массы тела от 18,5 до 24,9 кг/м², выполнять упражнения хотя бы по 30 минут в день, ограничить употребление алкоголя и соблюдать правильную диету, то мужчины могут увеличить продолжительность жизни на 12 лет, женщины - на 14.

2. Питание

Психические расстройства, включая злоупотребление психоактивными веществами, могут также ускорить старение. В исследовании , опубликованном в августе прошлого года, было рассмотрено более 62 тыс. сканирований головного мозга людей в возрасте от 9 месяцев до 105 лет. Группа исследователей, в которую вошли ученые из Google и Университета Джона Хопкинса, обнаружила, что преждевременное старение наступает по причине:

• шизофрении - в среднем на 4 года раньше;
• злоупотребления каннабисом - на 2,8 года;
• биполярного расстройства - на 1,6 года;
• синдрома дефицита внимания и гиперактивности - на 1,4 года;
• злоупотребления алкоголем - 0,6 года.

Кстати, депрессия не была связана с ускоренным старением.

4. Переливание крови от слабоумия

За последние несколько лет исследователи добились значительных успехов в лечении и профилактике заболеваний организма, удаляя стареющие клетки или те, которые перестали делиться, но еще не отмерли. Эти эксперименты были проведены на мышах с использованием трансгенов . В прошлом году впервые 2 отдельные группы исследователей смогли использовать трансгены для предотвращения нейродегенерации. В результате исследований ученые из Клиники Мэйо научились удалять стареющие клетки мозга при болезни Альцгеймера, предотвращая его дегенерацию.

Также еще одна лаборатория использовала трансгены для уничтожения стареющих клеток в мозге мышей, подвергшихся воздействию гербицида, который, как известно, вызывает симптомы паркинсонизма у людей, а также у мышей. Такая терапия предотвратила начало этой болезни.

6. Печать тканей с капиллярами на 3D-принтере

В июне 2018 года компания Prellis Biologics объявила , что может печатать человеческие ткани с жизнеспособными капиллярами, которые можно использовать для трансплантации. Это поможет напечатать жизнеспособные органы, максимально приближенные к реальным, которые потеряли свою функциональность для человека, деформировались или «износились» с возрастом. Сегодня существует глобальная нехватка органов для трансплантации, что и является одной из ведущих причин смерти в некоторых странах.

7. Сглаживание морщин на внутренних органах

Мы склонны беспокоиться о морщинах на коже, поскольку стареем. Но есть проблемы и посерьезнее - морщины на внутренних органах. В 2018 году исследователи из Медицинской школы Университета Вирджинии обнаружили, что многие эффекты старения, такие как ожирение печени, могут быть результатом сморщивания клеточных ядер, что препятствует нормальному функционированию ДНК. Согласно их исследованиям , вирусы могут быть модифицированы для переноса и доставки в клетки ламина - белка, который может сгладить ядерные мембраны и омолодить орган.

8. Стволовые клетки для лечения рака и диабета

Исследователи могут управлять заданным набором стволовых клеток в контролируемых условиях и стимулировать их распределение в нужные органы. После они могут использоваться для регенерации клеток или тканей, которые потеряли функцию из-за старения. Один из стартапов, запущенный в 2018 году, занимается разработкой этого вида терапии с использованием стволовых клеток плаценты для лечения всего: от рака до

Одни за год стареют как за три, для других время словно течет медленнее. Чаще всего дело в наследственности, но не только. Согласно сразу нескольким исследованиям, продлить молодость клеток и всего организма можно собственными силами.

Не все стареют одинаково

В 2015 году международная группа ученых из Университета Дьюка, Еврейского университета в Иерусалиме и Королевского колледжа в Лондоне анализировала данные примерно тысячи жителей небольшого новозеландского города Данидин , родившихся в 1972-1973 годах. На тот момент участникам эксперимента было от 26 до 38 лет, в течение двенадцати лет за ними пристально наблюдали.

В начале исследования геронтологи замерили у испытуемых длину теломер - концевых участков хромосом, которые укорачиваются при каждом делении клетки и считаются одной из главных причин старения организма. Затем на протяжении десятилетия по 18 биомаркерам (артериальное давление, скорость обмена веществ, уровень холестерина, работа печени, легких, почек и прочее) регулярно высчитывались биологический возраст участников и скорость старения организма. Кроме того, все добровольцы в 38 лет прошли тест на определение психологического возраста.

Оказалось, что некоторые испытуемые старели почти в три раза быстрее остальных, за двенадцать месяцев становясь как бы старше на три года. Другие, наоборот, "проживали" год за 16 с половиной месяцев. К моменту, когда участникам исследования исполнялось 38, их биологический возраст варьировался от 28 лет до 61 года.

По мнению авторов работы, скорость старения испытуемых только на 20 процентов зависела от генетики. Большее значение имели занятия спортом, правильное питание, регулярные медицинские обследования и отказ от курения. Кроме того, быстрее старели те, чей психологический возраст обгонял фактический.

Движение - жизнь

Частично выводы коллег подтвердили биологи из Калифорнийского университета. Наблюдая за образом жизни полутора тысяч пожилых женщин старше 64 лет, они выяснили, что те, кто мало двигается, стареют быстрее. Биологический возраст клеток тех, кто находился в сидячем положении больше десяти часов в сутки, в среднем был на восемь лет больше, чем у их более активных ровесниц.

Согласно исследованию бельгийских ученых, это может быть связано с тем, что физические упражнения и высокий уровень активности в пожилом возрасте активируют ген NFR1, защищающий концы молекул ДНК от повреждений.

Кроме того, занятия спортом повышают активность тимуса - вилочковой железы, в которой стволовые клетки превращаются в Т-лимфоциты. С годами этот орган уменьшается в размерах, но, как показали британские исследователи, только не у активно занимающихся спортом. У таких людей даже в преклонном возрасте тимус производит столько же клеток иммунной системы, сколько у молодых, а уровень холестерина в крови намного ниже, чем у неспортивных ровесников. Кроме того, у мужчин-спортсменов сохраняется высокое содержание тестостерона.

Меньше сахара, больше орехов

Верный способ продлить молодость - есть как можно меньше сладкого, считают английские и немецкие генетики. Они посадили дрозофил на диету с высоким содержанием сахара и обнаружили, что это повлияло на работу гена FOXO, связанного со старением.

Молодых плодовых мушек разделили на две группы. Одних кормили пищей с оптимальным содержанием сахара, а вторые получали еду, в которой сахара было в восемь раз больше нормы. Через три недели всех насекомых перевели на обычную диету. Тем не менее дрозофилы, переевшие в юном возрасте сладкого, умирали чаще, чем мушки из контрольной группы. Риск преждевременной смерти среди сладкоежек был выше почти на 50 процентов, и переход на здоровую пищу не улучшал выживаемость.

Вместо сахара ученые советуют продукты, богатые уролитином. Это соединение содержится в грецких орехах, гранатах и клубнике. После инъекций уролитина червячки-нематоды Caenorhabditis elegans живут в среднем на 45 процентов дольше, чем сородичи, а обыкновенные лабораторные мыши становятся на 42 процента выносливее.

Продолжительность жизни значительно увеличивает перец чили, точнее, содержащийся в нем алкалоид капсаицин. Он препятствует ожирению, уменьшает риск развития сердечно-сосудистых и легочных заболеваний.

Главное - не нервничать

Чем меньше человек нервничает, тем медленнее стареет, полагают американские генетики. Депрессия и стресс могут вызывать изменения в работе гена ANK3, отвечающего за функционирование клеточных мембран. В норме активность этого гена повышается с годами, что приводит к одряхлению тела. Однако у людей, переживших серьезный стресс, депрессию, пытавшихся покончить с собой, наблюдается повышенная активность ANK3 уже в молодом возрасте, что оборачивается преждевременным старением.

По мнению исследователей, ключ к долголетию может находиться именно в этом гене. Его отключение у нематод C. elegans значительно увеличило продолжительность их жизни. Похожим образом действовал и антидепрессант миансерин, снижавший активность ANK3 и продлевавший червям жизнь.