Человечество научится контролировать старение

Вернуться к списку
07 ноября 2006
В конце прошлой недели в МГУ состоялась презентация проекта академика Скулачева. Он выдвинул гипотезу о том, что старение — это не накопление поломок в организме, ведущих к смерти, а запускаемая программа, которую в принципе можно отменить.

Академик полагает, что программа связана с ядовитыми формами кислорода: в молодости они нейтрализуются в организме, но наступает момент, когда баланс яда и противоядия нарушается. Если гипотеза верна, можно попытаться создать средство, которое будет бороться с этим ядом. И старость отступит.

Смерть как адаптация к жизни

Директор российского Института физико-химической биологии им. А. Н. Белозерского академик Владимир Скулачев убежден в том, что старение — запрограммированный механизм. Истоки этой убежденности академик находит у Альфреда Рассела Уоллеса, известного тем, что он сформулировал одновременно с Дарвином идею естественного отбора. По мнению Уоллеса, родители становятся помехой для потомства в конкуренции за пищу, и естественный отбор дает преимущество тем расам, представители которых умирают сразу после произведения потомства.

В конце XIX века эту мысль развил известный биолог Август Вейсман: «Я рассматриваю смерть не как первичную необходимость, но как нечто приобретенное вторично в качестве адаптации. Я полагаю, что жизнь имеет фиксированную продолжительность не потому, что по природе своей не может быть неограниченной, а потому, что неограниченное существование индивидуумов было бы роскошью без какой-либо проистекающей из нее выгоды. Изношенные индивидуумы не только бесполезны для вида, но даже вредны, поскольку они занимают место тех, кто здоров». Идеи Вейсмана подвергли остракизму. Оппоненты утверждали, что эволюция не могла создать подобного механизма, и один из аргументов — в природе подавляющее большинство организмов погибает до того, как окончательно состарится. Однако позже выяснилось, что старение начинается не с седины и болей в суставах, а задолго до того, как оно может стать непосредственным поводом для смерти. «Есть доказательства, что человеческий организм начинает стареть очень рано, — говорит Владимир Скулачев. — По одной версии — после окончания роста, примерно лет в двадцать, по другой — по окончании полового созревания, лет в двенадцать».

По словам Скулачева, есть еще немало предположений, зачем могли бы понадобиться природе запрограммированные смерть и старение. Бессмертие или слишком долгая жизнь могли бы означать более медленную смену поколений и в связи с этим — уменьшение вероятности возникновения новых признаков в потомстве, что вовсе не на руку эволюции. У некоторых видов смерть действительно наступает сразу после полового размножения. Так, сразу после откладывания яиц погибает самка осьминога. Бамбук живет лет пятнадцать, пока размножается вегетативно, но после созревания семян сразу погибает. И это подтверждает мысль о заложенной программе самоликвидации.
Ядовитый кислород может привести к самоубийству клетки

По мнению академика, природе нужен был такой механизм и для того, чтобы защищать геном от повреждений. Вероятность появления повреждений тем выше, чем сложнее организм и чем он старше. Не раз учеными было показано, что даже небольшое количество особей с мутациями через несколько поколений могло привести к гибели популяции, поэтому природа могла предусмотреть такую жесткую очистку от уродцев популяции ради своего спасения. Ведь действует же подобный механизм в отдельных клетках!

Впервые гипотеза о том, что в геноме может быть заложен механизм запрограммированной смерти на клеточном уровне, была доказана в 1972 году. Об этом написали в своей работе Дж.Керр, А.Уилье и А.Курье. Феномен был назван апоптозом. В 2002 году С. Бреннеру, Г.Хорвицу и Дж.Салстону была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине за работу по идентификации генов программы апоптоза у червя-нематоды. Ученые выяснили, что эти гены кодируют белки, запускающие сложный каскад реакций, в результате чего клетка буквально распадается на мелкие кусочки. Эти кусочки используются в качестве строительного материала другими клетками. Апоптоз запускается для того, чтобы «убрать» лишние, неправильные или больные клетки, в том числе и раковые. Апоптоз может распространяться на ткани и органы, когда от одной клетки сигнал к самоубийству идет соседним клеткам. Это происходит во время сепсиса, а также инфаркта. Апоптоз используется и для уничтожения целых органов в процессе индивидуального развития организма: так исчезает хвост у головастика. Если есть клеточный апоптоз и апоптоз органов, так почему же не быть апоптозу всего организма?

Впрочем, для начала академик Скулачев изучил апоптоз на внутриклеточном уровне. К примеру, самоликвидации подвергаются митохондрии (органеллы, окисляющие питательные вещества кислородом и высвобождающие энергию в виде АТФ). Изучив этот процесс, Скулачев назвал его митоптозом. По его мнению, митоптоз может наступать, если в митохондриях образуется слишком много так называемых активных форм кислорода — оксидантов, весьма токсичных для организма. В организме есть своя антиоксидантная защита, но в какой-то момент вредоносного активного кислорода становится все больше, а антиоксидантов все меньше. Под воздействием большого количества АФК у митохондрий открываются «поры», при этом между мембранами исчезает разность потенциалов, что делает невозможным проникновение в митохондрию нужных для нее веществ. И митохондрия принимает решение о самоубийстве, причем из альтруистических соображений — чтобы спасти геном клетки от атаки активными формами кислорода. Но иногда концентрация погибших митохондрий слишком велика. И тогда из них внутрь клетки попадает слишком много разных бел- ков, часть из которых вызывает апоптоз целой клетки. Если в организме клеток гибнет больше, чем рождается, это и означает старение. «Мышцы не потому слабеют, что у них постарели клетки, — говорит Скулачев, — просто их становится все меньше». Если гипотеза верна и старение — это программа со своим механизмом, то его можно остановить, ведь научились же ученые останавливать механизм самоубийства клеток (пресекая каскад реакций ингибитором одного из важных для этого процесса белков). И если механизм старения работает с помощью ядовитого активного кислорода, то можно придумать вещество, которое бы нейтрализовало этот яд.

Встреча под Павловым

До Скулачева подобное вещество лет пять-шесть назад предложил Майкл Мерфи из Кембриджа. Однако и здесь без Скулачева не обошлось. Еще в 1969 году он вместе с Ефимом Либерманом открыл, что некоторые искусственные катионы (положительно заряженные ионы) легко проникают сквозь мембрану не только клетки, но и митохондрии. Причем в последнюю гораздо резвее, потому что в митохондриях электрическая разность потенциалов в три раза выше, чем в клетке, а это способствует тому, что положительно заряженные ионы легко втягиваются именно туда. А значит, к этим катионам, как к электровозам, можно прицепить вагончик (к примеру, антиоксидант).

Важна именно такая конструкция — катион плюс антиоксидант, иначе проблему можно было бы решить поглощением большого количества природных антиоксидантов типа витамина Е. Но, оказывается, организм стремится к балансу: как только в нем появляется много лишнего витамина, активируется фермент, убирающий лишнее. А антиоксидант с катионом избегает ферментовуборщиков, поскольку стремительно втягивается в митохондрии, а там этих ферментов нет.

Мерфи первым использовал этот принцип (опубликованный С. Севериным, В.Скулачевым и Л. Ягужинским еще в 1970 году) и подсоединил к «электровозу» известный антиоксидант коэнзим Q. Коэнзим Q способен придавать свободному радикалу (ядовитому кислороду) лишний электрон и таким образом восстанавливать его до безвредного кислорода. «После опытов Мерфи я тоже вернулся к этой конструкции, которая могла помочь в решении моей задачи», — продолжает Скулачев.

Был и еще один стимул вплотную заняться проверкой гипотезы. Примерно одновременно с опытами Мерфи немецкие и французские ученые сделали открытие, которое очень вдохновило Скулачева. Немцы с французами выяснили, что замена лишь одной буквы в геноме гриба-подоспоры вызывает любопытнейшие последствия. Измененный ген перестает кодировать белок, участвующий в клеточном дыхании. Казалось бы, гриб должен умереть. Но оказалось, что у гриба есть запасной механизм. Включается другой ген, который кодирует еще один белок, участвующий в клеточном дыхании, но при этом гриб начинает жить по-другому: процесс образования энергии замедляется, гриб переходит с полового на вегетативное размножение, но самое поразительное — он перестает стареть! Гриб подоспора обычно живет двадцать пять дней, а с измененным геном живет уже несколько лет и не имеет никаких признаков старения, он все растет и растет. «И что знаменательно для меня, — продолжает Скулачев, — при включении запасного механизма клеточного дыхания практически не образуется ядовитых форм кислорода». Налицо явное влияние активных форм кислорода на старение.

Рвения в исследованиях прибавилось, однако приходилось ползти черепашьими шажками: тормозило отсутствие средств. А ускориться хотелось, поскольку у Скулачева созрела идея о гораздо более эффективном, с его точки зрения, веществе, чем использованный Мерфи коэнзим Q.

Трудно сказать, как развивались бы исследования российских ученых при «базовом» финансировании, если бы не случай. На одном из совещаний в МГУ Скулачев в разговоре с деканом Высшей школы бизнеса МГУ Олегом Виханским посетовал, что есть хорошая идея, а денег нет. На что последний отреагировал так: «Хочешь, познакомлю с Олегом Дерипаской, авось что и выйдет». На встрече известных выпускников МГУ, которые проводятся по инициативе ректора МГУ В. Садовничего, Виханский свел Скулачева с Дерипаской. Скулачев вспоминает: «Встреча была назначена в холле актового зала, и когда я туда вошел, увидел Олега Владимировича под громадной мраморной скульптурой Павлова. Смешно, но у меня мелькнула мысль, что это хороший знак. Когда я подошел, я взялся за ногу Павлова и так держался за нее, пока в течение пяти минут излагал свою гипотезу».

Дерипаске гипотеза понравилась. И хотя он как бизнесмен не мог не понимать, что в ней куда как больше научной романтики, чем гарантированных материальных результатов, согласился обсудить вопрос о финансировании. Уже через месяц академик изложил бизнесмену идею подробнее, и Дерипаска посоветовал подать заявку на грант в его благотворительный фонд (тогда он назывался «Паритет», сейчас — «Вольное дело»). Одно из направлений работы фонда — поддержка российской науки. Скулачев грант получил. Грантовые деньги позволили приступить к реализации идеи. Ученые сразу же синтезировали вещество — тот самый антиоксидант, который они подсмотрели в природе,прицепили его к молекуле-электровозу и стали испытывать сначала на клетках, потом на животных.

Стареть совсем необязательно

Первые опыты на крысах, которые проводились коллегами Скулачева в новосибирском Институте цитологии и генетики, показали, что применение нового вещества дает интересные результаты. В этом институте заведующая лабораторией Наталья Колосова исследует так называемую прогерию — преждевременное старение. Оно вызывается окислительным стрессом: организм не успевает бороться с активными формами кислорода. «Нам было удобно подключиться к этим опытам, поскольку Наталья Колосова использовала линию быстро стареющих крыс: не нужно долго ждать, когда у крыс появятся старческие заболевания, — рассказывает Владимир Скулачев. — Эти крысы начинали стареть уже через несколько месяцев после рождения». Первые признаки старения — глазные болезни, такие как катаракта и дистрофия сетчатки. Опыты показали, что с помощью нового вещества можно было не только предотвратить эти заболевания, но и вылечить их.

Потом ученые перешли на мышей, кроликов, собак, кошек. Эти исследования проводились совместно с учеными и специалистами ветеринарной академии им. Скрябина. «Одно дело, когда ты за лабораторным столом смотришь, сгинула у тебя митохондрия или нет, — комментирует Скулачев, — совсем другое, когда от слепоты избавляется любимое домашнее животное». С каждым прозревшим животным росла уверенность, что уже можно подумать о создании лекарственных препаратов для животных. «И тогда я обратился к нашему спонсору с более привлекательным для бизнесмена предложением — начать инвестиционный проект, поскольку может появиться нечто, что можно продавать, — говорит Скулачев. — Он выслушал меня и согласился, резко увеличив финансирование». Сразу после этого решения была создана компания «Митотехнология». Научный руководитель проекта Владимир Скулачев, генеральный директор — Андрей Григоренко, который курирует проект от Русско-азиатской инвестиционной компании (РАИнКо), подконтрольной О. Дерипаске. Проект был начат в конце 2004 года. Пока у него нет окончательного срока, каждый год заключается договор об определенном финансировании, и ученые не встречают ограничений по запрашиваемым суммам. Первые несколько миллионов долларов пошли на ремонт лабораторий, закупку оборудования, испытания, а также на жилье для «возвращенцев» из США и Швеции и специалистов с российской периферии.

Но первое, что сделали ученые — начали новые опыты в декабре 2004 года. На обычных мышах. Они проводились группой председателя Геронтологического общества Владимира Анисимова в Питере. Мышей разделили на четыре группы: трем группам даются разные дозы препарата, четвертая — контрольная (им препарат не дают). Цель эксперимента — во-первых, посмотреть, действует ли вещество и как; во-вторых, какая доза наиболее эффективна. В природе мыши живут около двух лет, но есть и долгожительницы — около трех лет. Скоро мышам в эксперименте «стукнет» по два года. Впрочем, не все дотянули до этого срока. В контрольной группе выжили всего четыре «старушки» из двадцати пяти. В группах, где сухарики для кормления мышей сдабривали новым препаратом, в живых осталось гораздо больше (от семи до тринадцати). Эксперименты показывают, что под действием нового препарата старческие болезни отступают, причем не только глазные. На сегодня уже удалось замедлить, остановить, а в отдельных случаях даже обратить вспять двенадцать различных патологий старения. Продолжались опыты и в ветеринарной академии. И когда прозрел Машук, у группы Скулачева состоялся маленький праздник под мистическим названием «прозрение десятого зверя». На сегодня зрение вернулосьуже к девятнадцати животным. «Нас это чрезвычайно вдохновляет, — говорит Скулачев. — Когда я год назад излагал вам свою гипотезу, у меня еще было немало сомнений. Сейчас появилась уверенность, что у нас есть шанс прорваться если не в глобальной задаче — остановке механизма старения, то хотя бы в решении одной из ее составляющих». «Я надеюсь, что к весне мы уже получим патент, — говорит Скулачев. — Мы уже планируем начать в следующем году строительство заводика. Будем выпускать лекарства для животных». На регистрацию ветеринарных препаратов может уйти меньше года. Так что вполне возможно, что уже через полтора-два года капли для глаз, а возможно, и другие препараты для животных уже появятся не только на российском, но и на внешнем рынке (заявка на международный патент тоже уже подана). А как же люди? Скулачев вытаскивает из стола баночку с десятком коричневатых таблеток. Однако показывает издалека: принимать их пока нельзя. «Есть еще кое-какие технологические проблемы, — объясняет Скулачев. — А потом еще нужно пройти весь цикл клинических испытаний. Конечно, мы мечтаем сделать таблетку от старости вообще, но, как я говорил раньше, буду доволен уже тому, что нам удастся почистить самое грязное место в организме — митохондрии. А сейчас уже могу добавить — и лечить, по крайней мере, от некоторых старческих болезней».От мысли, что человек может жить столько, сколько захочет и при этом чувствовать себя прекрасно, дух захватывает. И если появится такая таблетка — это будет событием мирового значения. Скулачев пока не склонен задумываться над тем, а нужен ли такой прорыв человечеству и природе. Он считает старость ненужным атавизмом: коль скоро человек перестал полагаться на эволюцию и подстраивает природу под себя, стареть совсем необязательно.

По материалам журнала "Эксперт", №42

Полный текст статьи expert.ua

 
Авторизация
Логин
Пароль

Для чего нужна регистрация?

Если Вы — посетитель, регистрация на портале позволит Вам создать свою персональную страницу с различными сервисами, с которой смогут ознакомиться врачи. А сейчас после регистрации Вам доступно создание новых тем и активное участие в обсуждении на форуме.

Если Вы — врач, то после регистрации Вы сможете консультировать посетителей портала, а также найти потенциальных пациентов.

Для добавления вопроса в разделе «Консультация» регистрация не требуется.