Prawdopodobnie najbardziej zagorzałym przeciwnikiem umierania ze starości w środowisku akademickim jest Aubrey de Gray, brytyjski biolog z tytułem doktora Uniwersytetu Cambridge i długimi, długimi włosami związanymi w kucyk. Jego zdaniem starzenie się jest procesem niezdrowym - rodzajem zbierania się niepożądanych skutków ubocznych naszego życia. Dokonuje analogii między starością a malarią, ponieważ ta druga też zabija wiele osób. Gdybyś miał okazję ją wyleczyć, prawda?
„Każdy dzień mojego sukcesu w walce ze starzeniem się ratuje 100 000 istnień ludzkich. Sto tysięcy istnień ludzkich to 30 World Trade Center”- powiedział w 2014 roku.
Grupa wykwalifikowanych naukowców badających znaczny wzrost oczekiwanej długości życia wciąż się powiększa: genetyk Craig Venter, który jako jeden z pierwszych dokonał sekwencjonowania ludzkiego genomu; biochemik Cynthia Kenyon, która odkryła, że mutacja tylko jednego genu podwoiła żywotność robaka (Kenyon jest obecnie wiceprezesem ds. badań nad starzeniem się w Calico, filii Google); biolog Bill Andrews, który kierował zespołem, który odkrył ludzki gen telomerazy, enzym uważany za kluczowy w procesie starzenia.
Wśród ich obietnic jest 90-letnie zdrowie w wieku 50 lat (według Fundacji Methuselah), życie do 150 lat (według Andrewsa) i wieczny wiek biologiczny 25 (według Graya).
Uczono nas, że śmierć jest czymś naturalnym i że próba uniknięcia jej jest szaleństwem ze snu. Jednak ci badacze dokonali prawdziwych odkryć. Opublikowali swoje prace w szanowanych czasopismach i otrzymali znaczne fundusze. Kiedy ci naukowcy twierdzą, że można żyć dłużej lub nawet w nieskończoność, chcą w to wierzyć.
W końcu na początku XX wieku podwoiliśmy oczekiwaną długość życia. Kto może z całą pewnością powiedzieć, że nie możemy tego zrobić teraz, skoro tak dużo wiemy o starzeniu się? Może pomysł zapobiegania śmierci nie jest aż taki szalony?
Co się starzeje
Film promocyjny:
W grudniu ubiegłego roku badanie przeprowadzone w Salk Institute zaalarmowało media. Naukowcy eksperymentowali na myszach z chorobą Progeria, która powoduje przedwczesne starzenie. Naukowcom udało się zmodyfikować genetycznie myszy, aby włączyć cztery geny związane ze starzeniem się poprzez wystawienie myszy na działanie antybiotyku. Myszy z Progerią żyły o 30% dłużej. Jak się okazało, zdrowe myszy po leczeniu odmłodniały i szybciej się regenerowały. „Nasze badania pokazują, że starzenie się nie musi iść w jednym kierunku” - wyjaśnił główny badacz.
Co kilka miesięcy naukowcy ogłaszają kolejne odkrycie, które pokazuje, jak bardzo specyficzny zestaw zmian spowolnił niektóre aspekty starzenia się zwierząt. Oczywiście każde badanie staje się bardziej pouczające, gdy jest przedstawiane jako część pojedynczego procesu badania starzenia się.
Aby docenić osiągnięcia badaczy w badaniach tego obszaru, konieczne jest zrozumienie, co oznacza „starzenie się” w kontekście naukowym. Konkretnie, starzenie się odnosi się do pogorszenia lub zniszczenia ważnych funkcji organizmu w czasie - „stopniowego wyczerpywania się integralności wszystkich układów narządów” - powiedział Dan Belxi, profesor medycyny na Wydziale Geriatrii w Duke University School of Medicine. Wiemy, że choroby, takie jak choroba Alzheimera, cukrzyca, choroby układu krążenia i rak, są przynajmniej częściowo spowodowane starzeniem się.
Wraz z wiekiem nasze ciało przechodzi zmiany wewnątrzkomórkowe, które wpływają nie tylko na serce i płuca, ale także na mięśnie i układ nerwowy. „Te zmiany wpływają na wszelkiego rodzaju systemy w naszym ciele. Każdy z tych systemów z osobna zaczyna działać nieco gorzej z wiekiem i stopniowo przyczynia się do rozwoju dysfunkcji, które prowadzą do chorób, niepełnosprawności, a ostatecznie do śmierci”- podsumowuje Belksi.
Teraz rozumiemy, że wiek biologiczny nie zawsze odpowiada wiekowi chronologicznemu. Wyobraź sobie bliźniaki: jedno dużo pije, jest niedożywione, nie wysypia się i nigdy nie ćwiczy, podczas gdy drugie robi odwrotnie. Pierwsza z nich prawdopodobnie zestarzeje się wcześniej i zapadnie na choroby związane ze starzeniem się.
To, co dzieje się z naszymi narządami, zależy od komórek, więc największym przełomem w naszej wiedzy na temat starzenia się może być zrozumienie niektórych ścieżek, które wpływają na starzenie się na poziomie komórkowym.
Kluczem jest proces, który naukowcy nazywają sygnalizacją - za pośrednictwem którego komórki komunikują się ze sobą, regulując podstawowe funkcje, takie jak naprawa komórek lub odpowiedź immunologiczna. Chociaż błędy w sygnalizacji komórkowej mogą powodować choroby autoimmunologiczne, cukrzycę i raka, okazuje się, że modyfikowanie szlaków sygnałowych może również spowolnić starzenie, przynajmniej u zwierząt.
Badacze zidentyfikowali dwa szlaki sygnalizacji związane z wiekiem: insulinopodobny czynnik wzrostu (IGF-1), który jest związany ze wzrostem i metabolizmem oraz cel rapamycyny, który oprócz wzrostu reguluje ruch i replikację komórek. Im bardziej zagłębimy się w naukę o odmładzaniu, tym częściej będą się pojawiać te skróty.
Zakłada się, że jeśli uda się dostatecznie spowolnić zegar biologiczny, można opóźnić początek starości i towarzyszących jej chorób. Obrońcy śmierci, tacy jak Peter Thiel, Larry Ellison i Larry Page, finansują badania nad odmładzaniem i wierzą, że takie odkrycia, w połączeniu z lekami, zmienią się w kombinację i przedłużą życie, być może na zawsze.
Post, hakowanie genów i inne interwencje
Dziś Cynthia Kenyon kieruje Aging Research w Calico. W 1993 roku pracowała na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Francisco, gdzie po raz pierwszy zastanawiała się, czy różne zwierzęta mają różną długość życia. Cynthia przystąpiła do poszukiwania genetycznych podstaw długości życia, wkopując się w kod genetyczny gatunku glisty C. elegans.
I chociaż widzimy pasożyty w glistach przez większość czasu (na przykład robaczycy serca, które żyją u psów), C. elegans, według Kenyona, nie przekracza rozmiaru przecinka w tym zdaniu i nie jest pasożytem. Kenyon wybrał ten wygląd z dwóch powodów. Po pierwsze, ich średnia żywotność to 2-3 tygodnie, co ułatwia jej zmierzenie. Po drugie, wcześniejsze badanie wykazało zmutowany szczep C. elegans, który w tajemniczy sposób żył dłużej niż inne.
Kenyon i zespół badaczy z jej laboratorium rozpoczęli losową modyfikację genów C. elegans, aby sprawdzić, czy mogą wydłużyć żywotność robaków. Z biegiem czasu odkryli, że uszkodzenie pojedynczego genu, zwanego daf-2, podwoiło długość życia C. elegans. Zmodyfikowane robaki nie tylko żyły dłużej, ale także wolniej się starzały. Dwutygodniowy zmodyfikowany C. elegans poruszał się szybciej i był znacznie bardziej zwinny niż jego naturalny odpowiednik. Kenyon odkrył, że starzenie się zmodyfikowanego robaka zajmuje dwa dni w takim samym stopniu, jak zwykły robak w jeden dzień.
Odkrycie nie ograniczało się do robaka C. elegans. Kiedy naukowcy zmodyfikowali podobny gen u much i myszy, również żyli dłużej. Co najciekawsze, u robaków gen daf-2 modyfikuje receptor hormonu, który jest bardzo podobny do ludzkiego receptora IGF-1. Stulatkowie, którzy żyli 100 lat lub dłużej, częściej niż ci, którzy umierają wcześniej, mają mutacje zmniejszające aktywność receptorów IGF-1.
Jednocześnie podobne badania na drożdżach wykazały, że jeśli szlaki sygnałowe TOR zostaną genetycznie zmienione w celu ograniczenia komunikacji, drożdże również będą żyć dłużej. Podsumowując, badanie sugeruje, że jeśli znajdziesz sposób na zatrzymanie wszystkich tych sygnalizacji, istnieje szansa na spowolnienie starzenia.
Modyfikacja genetyczna u ludzi wiąże się z szeregiem etycznych i praktycznych wyzwań, dlatego nauka o odmładzaniu skupia się bezpośrednio na ujarzmieniu szlaków sygnałowych TOR i IGF-1 bez zmiany genów.
Jednym ze sposobów na stłumienie sygnału ścieżek TOR, który nie spodoba się, jeśli lubisz jeść. Badania wykazały, że myszy karmione o 65% mniej żyły o 60% dłużej. Na szczęście naukowcy odkryli inne sposoby interwencji, które działają w podobny sposób. Rapamycyna, lek stosowany przeciw odrzuceniu przeszczepów nerek, zwiększył długość życia myszy o 14%; mała dawka aspiryny przedłużyła życie robaka o 23%.
Teoretycy odmładzania są entuzjastycznie nastawieni do interwencji chemicznych, w tym do stosowania witaminy D, metforminy i akarbozy, które działają w szlaku IGF odkrytym w eksperymentach Kenyona. Witamina D wydłużyła życie robaków o 31%, a metformina i akarboza, opracowane do leczenia cukrzycy typu II, wydłużyły życie myszy o 5%. Odrębne brytyjskie badanie wykazało, że pacjenci z cukrzycą leczeni metforminą żyli dłużej niż pacjenci bez cukrzycy, chociaż powinni byli umrzeć średnio 8 lat wcześniej. Jeśli lek wyleczył ich cukrzycę, powinni byli umrzeć mniej więcej w tym samym wieku co ludzie zdrowi i nie żyć dłużej niż oni.
Krajowe badanie kliniczne pod nazwą Targeting Aging with Metformin lub TAME, mające na celu sprawdzenie działania przeciwstarzeniowego metforminy u ludzi, uzyskało zgodę FDA. „Chcemy pokazać, że opóźnianie starzenia jest również najlepszym sposobem na opóźnienie rozwoju choroby” - wyjaśnia dr Nir Barzilai, jeden z naukowców biorących udział w projekcie, w rozmowie z Nature.
Istnieje inna strategia, która nie obejmuje ścieżek sygnalizacyjnych.
Jeśli kiedykolwiek zastanawiałeś się, dlaczego dzieci wydają się być przytłoczone energią, kiedy ledwo dotrzesz do końca dnia, przynajmniej część różnicy tkwi w mitochondriach. Ich mitochondria - elektrownie komórek - są bardziej produktywne niż twoje. Wraz z wiekiem, z nie do końca zrozumiałych powodów, mitochondria przestają działać równie dobrze, powodując zmiany, które powoli kumulują się na poziomie narządów.
W ciągu ostatnich kilku lat na pierwszy plan wysunęły się sirtuiny, rodzaje białek kontrolujących procesy komórek gospodarza, w tym procesy mitochondrialne związane ze starzeniem się. Chociaż rola sirtuin jest nadal kontrowersyjna, naukowcy odkryli, że karmienie sirtuinami organizmu może nie tylko spowolnić proces starzenia, ale także go odwrócić. Myszy karmione aktywatorami sirtuiny żyły o 16-20% dłużej. Pierwsze badanie kliniczne mononukleotydu nikotynamidu (NMD) rozpoczęto w Japonii w tym roku.
Wszystko to - styl życia, interwencje medyczne i genetyczne - pozwoliło dżdżownicom żyć 10 razy dłużej, a myszom - 15-20%. Nie oznacza to, że którakolwiek z tych interwencji zadziała na ludzi, ale daje naukowcom punkt wyjścia.
„Dziesięć lat temu trudno byłoby nam wymyślić coś innego niż aktywność fizyczna i dieta. Obecnie mamy około 10–15 różnych interwencji, które mogą zadziałać”- podsumowuje Brian Kennedy, profesor z Buck Institute for the Study of Ageing, który zajmuje się tym zagadnieniem od ponad 20 lat.
Pobożne życzenie
W teorii, jeśli uda nam się odkryć, które z tych interwencji działają lepiej w ludzkim ciele niż inne i dołączyć niektóre sklonowane narządy zamiast tych, które są całkowicie zużyte, pozwoli to na opracowanie skutecznego zestawu środków, które jeśli nie zakończyły starzenia, to przynajmniej znacznie je spowolniły. … Niestety, dziś taką perspektywę bardziej wspierają sny niż rzeczywista nauka.
Wzrost i spadek popularności resweratrolu, ekstraktu najczęściej występującego w winogronach, to przestroga.
W wielu badaniach na zwierzętach stwierdzono, że resweratrol przedłuża żywotność drożdży o 70% i ryb o 59%. Inne badanie wykazało, że resweratrol poprawił zdrowie i życie myszy na diecie wysokokalorycznej - co wydaje się wyjaśniać francuski paradoks (Francuzi nadal mają niski wskaźnik chorób sercowo-naczyniowych pomimo diety wysokotłuszczowej). Cóż, z nim z ciastem, wszyscy myśleli, niech napiją się wina. Sprzedaż suplementów resweratrolu gwałtownie wzrosła do 30 milionów dolarów rocznie.
Niestety, wpływ na ludzi nie został potwierdzony. Badanie z 2014 roku opublikowane w JAMA, które dotyczyło życia seniorów w słynnym regionie winiarskim Chianti we Włoszech, wykazało, że ludzie z wyższym poziomem resweratrolu nie żyli dłużej. Wcześniejsze badania nad tym, czy resweratrol może pomóc w zapobieganiu lub leczeniu raka, przyniosły mieszane wyniki. „Wsparcie żywieniowe resweratrolem w zwierzęcych modelach raka doprowadziło do pozytywnych, neutralnych i negatywnych wyników w zależności od drogi podania resweratrolu, dawki, typu guza, gatunku i innych czynników” - napisali autorzy raportu z 2014 roku.
Kieliszki do wina
Jednym z problemów związanych z eksperymentowaniem ze starzeniem się jest to, że ludzie żyją zbyt długo. Mysz żyje około dwóch lat; przedłużenie jej życia o 20 procent wydłuża ją o około pięć miesięcy. Dość łatwo jest się go nauczyć i powielać w kontrolowanych warunkach. O wiele trudniej jest powtórzyć takie eksperymenty na ludziach.
Naukowcy musieliby czekać, aż ich pacjenci umrą, co wraz z ich własną śmiertelnością staje się problemem. Aby prawidłowo przeprowadzić eksperyment, zbadanie cyklu życia pacjentów może zająć całe pokolenia naukowców.
Badacze zajmujący się przeciwdziałaniem starzeniu się mogą przystosować się do pracy z osobami starszymi, ale uniemożliwi to testowanie technologii profilaktycznych. Jednocześnie manipulacja z młodymi ludźmi jest problemem etycznym. Wypróbowanie, powiedzmy, terapii genowej u zdrowej, młodej osoby może być potencjalnie ryzykowne.
Najlepszym rozwiązaniem byłoby znalezienie sposobu na pomiar biologicznego starzenia bez konieczności czekania, aż pacjent rzeczywiście się zestarzeje. Aby to zrobić, naukowcy szukają markera, który odzwierciedlałby wiek biologiczny.
Istnieje kilka obiecujących kandydatów do tej roli, takich jak telomery, odgałęzienia na końcach chromosomów, które skracają się wraz z wiekiem. Naukowcy szukają również epigenetycznego zegara metylacji. Nasze DNA lub geny są w dużej mierze niezmienione, ale ekspresja części genów zmienia się w czasie w zależności od czynników środowiskowych. Epigenetyka bada takie zmiany. Gdyby genetyka została zapisana na zapisie nutowym, DNA byłoby nutami, a epigenetyka byłaby zbiorem instrukcji - metrum, tempo - które powie nam, jak grać te nuty. Zmiany epigenetyczne są dokonywane poprzez metylację lub dodanie grup metylowych do jądrowego DNA, ale z wiekiem metylacja DNA ulega spowolnieniu. W korelacji pomoże Ci epigenetyczny zegar metylacjico wiemy o metylacji i epigenetyce i korelujemy to z wiekiem biologicznym.
Inne potencjalnie obiecujące timery obejmują profile cytokin zapalnych, które charakteryzują właściwości cytokin, białek zaangażowanych w system sygnalizacji komórkowej, które są związane z markerami metabolicznymi i markerami starzenia. Są jak odciski palców, które pozostawiają procesy komórkowe, takie jak starzenie.
Dopóki nie zostanie znaleziona odpowiednia miara, nie będziemy wiedzieć, które środki przeciwstarzeniowe będą działać u ludzi, jeśli w ogóle.
Czy śmierć jest na ogół naturalna?
Nasza wiedza o starzeniu się jest nieco podobna do naszej wiedzy o śnie. To podstawowa oznaka życia, ale nie wiemy, jak to działa. Widzimy, jak ludzie się starzeją i zaczynamy rozumieć, jak odróżnić markery starzenia, ale nie do końca rozumiemy, dlaczego się starzejemy. Czy starzenie się człowieka to błąd czy funkcja?
W tym roku naukowcy z Uniwersytetu Alberta Einsteina opublikowali badanie oparte na istniejących danych dotyczących przebiegu życia. Jego wniosek jest taki, że naturalny cykl życia trwa około 115 lat. Chociaż większość z nas dożywa 70 lat, liczba tych, którzy dożyją 100 lat, jest niesamowicie mała. „Chcieliśmy zobaczyć, jak duży postęp osiągnęliśmy lub nie osiągnęliśmy w zakresie długowieczności człowieka” - napisał Brandon Millholland, główny autor badania.
Według naukowców powodem nie jest śmierć jako ostateczny cel, ale raczej to, że starzenie się jest produktem ubocznym kodów genetycznych, które kształtują nasze życie - rozwój, narodziny, wzrost, reprodukcja. Kody, które dają nam życie, mają niedoskonałości, które prowadzą do śmierci. I chociaż naukowcy mogą próbować wydłużyć życie poza naturalne granice, nadal będziemy przez nie ograniczani - tak jakbyśmy próbowali zbudować wieżowiec na fundamentach wiejskiego domu. Nie chodzi o to, że nikt nie może żyć dłużej niż 115 lat - Millholland twierdzi, że średnio jeden na dziesięć tysięcy żyje do 125 - to po prostu statystycznie niewiarygodne.
Może się wydawać, że nie odpowiada to historii ludzkości. Oczekiwana długość życia Amerykanów wzrosła z 47 na początku XX wieku do 78,7 lat obecnie, co sugeruje, że cykl życia człowieka łatwo się zmienia. Tak jednak nie jest. Wzrost średniej długości życia, który jest średnią wszystkich cykli życia, jest w dużej mierze spowodowany spadkiem śmiertelności niemowląt, ponieważ zdrowie publiczne, higiena i medycyna gwałtownie zmniejszyły liczbę dzieci, które nie ukończyły piątych urodzin. Osoby, które dożyły pełnoletności, mogą dobrze dożyć 40, 50, a nawet 60 lat, a czasem nawet dłużej. Thomas Jefferson zmarł w wieku 83 lat, Ben Franklin w wieku 84 lat, a John Adams dożył 90 lat. Jeanne Louise Calment z Francji, która zmarła w wieku 122 lat,i który posiada rekord najdłużej potwierdzonej żywotności, urodził się w 1875 roku. „Jej rekord prawdopodobnie nie zostanie pobity przez bardzo długi czas” - mówi Millholland.
Tymczasem podwojenie oczekiwanej długości życia nie wystarczy dla rosnącego lobby przeciwdziałającego starzeniu się. Pociąga ich życie wieczne - dłuższe niż 4000-letni czarny koralowiec lub 2000-letni biszkopt lub Cream Pie, 38-letni kot. W tej chwili nie było ani jednego badania nad stworzeniem wiecznego organizmu, takiego też nie znaleziono na wolności. Jedyną żywą istotą znaną człowiekowi jest komórka rakowa, ale zabija ona swojego żywiciela.
Większość starzejących się naukowców nie zajmuje się swoimi sprawami, ponieważ dążą do życia wiecznego. Kennedy po raz pierwszy zaczął obserwować drożdże z czysto naukowej ciekawości i kontynuował swoje badania po zdaniu sobie sprawy, że starzenie się jest głównym czynnikiem ryzyka wielu chorób przewlekłych. Prace Belsky'ego koncentrują się na nierównościach zdrowotnych - w szczególności na tym, dlaczego ludzie o niskich dochodach częściej cierpią na choroby przewlekłe. Jeden z powodów: ich tak zwane „starzenie biologiczne” jest szybsze niż pozostałe.
Żaden z gerontologów, z którymi rozmawiałem, nie mówił o życiu wiecznym - bliżej im do spowolnienia procesu starzenia i poprawy zdrowia. Nawet de Gray nie lubi wyrażenia „życie wieczne” - nazywa je „religijnym”.
Jest jeden słynny cytat, który zwykle przypisuje się Ralphowi Waldo Emersonowi: „Dlaczego wieczność komuś, kto nie wie, jak pożytecznie spędzić pół godziny?” Dla większości z nas celem nie jest długość życia, ale jakość. A jeśli całe to zwiększone skupienie się na życiu wiecznym prowadzi do finansowania rzetelnych badań, nasze życie może ostatecznie być dłuższe i zdrowsze.
Kendra Pierre-Louis
Tłumaczenie wykonał projekt NewWhat
