Бессмертные. О тех, кто приблизился к разгадке тайны - Елена Вячеславовна Кокурина

Исчезновение клеток без появления новых происходит в некоторых наиболее важных тканях – в особенности в сердце и некоторых отделах мозга. Оно также наблюдается в мышцах. Иногда образующиеся промежутки заполняются за счет того, что клетки становятся крупнее (сердце). В других случаях они заполняются клетками иного типа или фиброзным бесклеточным материалом (мозг и сердце), в-третьих – заполнения не происходит вообще: ткань просто сжимается (мышцы).

Бороться с этой потерей можно тремя основными способами. Один из них – «естественное» стимулирование деления клеток. Это подобно тому, как физические упражнения ведут к росту мышечной массы. Другой – искусственное введение (например, с помощью инъекций) факторов роста, которые стимулируют деление клеток. Этот метод хорошо действует в мышцах и может оказаться эффективным для вилочковой железы, важной части иммунной системы. Однако как естественное, так и искусственное стимулирование деления клеток имеют свои ограничения. Это происходит отчасти потому, что система противораковой защиты организма обладает разнообразными блокирующими механизмами, предотвращающими чрезмерное деление клеток. Поэтому наверняка понадобится третий способ: он заключается во внедрении в организм новых клеток, модифицированных таким образом, чтобы они делились и восстанавливали потерю. Это должно происходить даже в том случае, когда присутствующие в организме клетки утратили способность к делению. В этом суть клеточной терапии.

2. Хромосомные мутации

Если их невозможно предотвратить, то необходимо создать действительно эффективное средство против рака. Метод, который предпочитает ученый, – предотвращение удлинения теломер[5] во всем организме. Обри предложил полностью устранить из всех клеток, которые могут делиться, гены для синтеза теломеразы[6]. Для этого нужно всего лишь один раз в десять лет заменять все популяции стволовых клеток новыми. Теломеры в них будут восстановлены, а собственной теломеразы не будет. Поэтому они смогут поддерживать ткани сколь угодно долго, одновременно предотвращая развитие рака до опасного для жизни уровня. При этом уже существующие в организме клетки нужно либо удалять, либо видоизменять их теломеразу и соответствующие гены прямо на месте. (Кстати, в момент создания стратегии (SENS) оба эти подхода были уже близки к техническому воплощению на мышах.)

3. Исключение мутаций в митохондриях

Митохондрия – внутриклеточная энергетическая станция. В отличие от любой другой части клетки, митохондрии синтезируют собственный белок, а значит, в какой-то момент могут перестать функционировать в результате мутаций. Необходимо разработать систему противодействия накоплению таких мутаций в митохондриях. Обри посчитал, что для решения этой проблемы все самое трудное уже выполнено эволюцией. Митохондрии очень сложны: в них содержится около 1000 различных белков, каждый из которых кодируется своим геном. Но почти все они находятся в клеточном ядре, и лишь 13 – в самой ДНК. Поэтому вместо того чтобы исправлять мутации, можно просто исключить их. Ученые могут сделать копии 13 оставшихся генов, которые исключить нельзя, и внедрить их в хромосомы ядра. Хромосомные копии будут работать практически во всех клетках в течение периода времени, намного превышающего нынешнюю продолжительность жизни. Решение такой задачи требует больших усилий, однако за последние несколько лет ученые уже достигли заметных успехов: в опытах на животных удалось перенести отдельные гены из митохондрий в ядерную ДНК.

4. Ненужные клетки

Существует три класса клеток, накапливающихся в организме в избыточных количествах: жировые, стареющие и некоторые типы иммунных клеток. Жировые имеют тенденцию расти или замещать мышечную массу, которую мы теряем с возрастом. Интересно, что самый заметный жир – подкожный – оказывается относительно безвредным в смысле провоцирования опасных для жизни заболеваний. Если, конечно, человек не достигает патологической тучности, когда общий вес жира и нагрузка на сердце таковы, что представляют собой угрозу для жизни. Есть и другая тенденция: накопление «висцерального» жира – в брюшной полости. Он играет весьма отрицательную роль. Прежде всего, вызывает снижение чувствительности мышц и клеток к сигналам, необходимым для усвоения сахара из крови, что в конце концов приводит к диабету второго типа. Поэтому нужно избавляться от избыточного висцерального жира.

Второй тип избыточных клеток – стареющие клетки. Они скапливаются в больших количествах в суставных хрящах, а также в других местах, но в меньших пропорциях. Однако и эти меньшие скопления могут быть весьма токсичны. Такие клетки неспособны делиться в нужное время и выделяют ненормально большое количество некоторых «вредных» белков.

Тре тий тип – иммунные клетки. Ситуация с ними значительно сложнее. С возрастом наступает дисфункция некоторых их типов. В них повреждается ДНК и как защитный ответ – останавливается дальнейшее размножение. Казалось бы, в подобных обстоятельствах самое разумное для клетки – умереть. Но это могло бы заставить другие аналогичные клетки продолжить деление, что вело бы к новым повреждениям ДНК. Поэтому организму более выгодно сохранять свои клетки, занимающие определенное жизненное пространство, даже если они не справляются со своими функциями.

Избавиться от ненужных клеток – задача намного более простая, чем многие другие в рамках SENS. Можно ввести препарат, который заставит такие клетки покончить жизнь самоубийством, но при этом не затронет нужные. Также можно стимулировать иммунную систему для уничтожения подобных клеток.

5. Избавление от внеклеточных перекрестных связей

Все белки внутри наших клеток регулярно разрушаются и воссоздаются, что в целом поддерживает их баланс. Однако некоторые белки образуются за пределами клеток на ранних этапах жизни и потом не возобновляются. А какие-то возобновляются, но крайне медленно. Эти «долгожители» подвержены химическим реакциям во внеклеточном пространстве. К счастью, функция, которую выполняют такие белки, обычно весьма проста. Они обеспечивают тканям эластичность (стенки артерий), прозрачность (хрусталик) или высокую прочность при растягивании (связки). Поначалу их случайные связи с другими молекулами почти не влияют на эти функции. Однако со временем возникают перекрестные связи. Белки, которые могли свободно скользить друг относительно друга, сшиваются. В результате теряется эластичность тканей. Особенно это опасно для артериальной стенки, потому что потеря ее эластичности становится причиной повышенного кровяного давления. По счастью, накапливающиеся таким образом перекрестные связи образуют множество весьма необычных для организма химических структур. Поэтому теоретически возможно создать химикаты, разрушающие перекрестные связи, но не затрагивающие полезные химические структуры организма. (И действительно, группа химиков обнаружила такую молекулу, существенно понижающую кровяное давление. В настоящее время она тестируется на многих животных, а также на людях.)

6. Очистка от внеклеточного мусора

Внеклеточные шлаки – это скопление материала, не выполняющего какой-либо функции. В идеале они должны были бы уничтожаться, но обладают огромной сопротивляемостью. Существует два основных вида таких шлаков. Один из них – ядра атеросклеротических бляшек. В принципе, их постоянно атакуют макрофаги[7], поедая частички ядра бляшки, но проблема в том, что макрофаги не могут расщепить поглощенный материал. Из-за этого они в конце