Pokalbis su biologu Vadimu Gladyševu apie senėjimo priežastis ir gyvenimo pratęsimo perspektyvas
N. N buvo atidaryta senėjimo sistemų biologijos laboratorija. Belozersko Maskvos valstybinis universitetas 2017 m. Finansuojamas Rusijos Federacijos vyriausybės dotacija. Jai vadovauja Maskvos valstybinio universiteto absolventas, Harvardo medicinos mokyklos profesorius Vadimas Gladyševas. „Palėpė“jo paklausė, kodėl mes senstame, ką su tuo daryti ir ką veikia jo kolegos Rusijoje ir JAV.
- „Salik.biz“
Yra gana daug senėjimo sampratų. Pirmiausia pažvelkime į šį procesą mažame koriniame lygmenyje. Kaip jūs apibrėžtumėte seną kamerą?
- Mano požiūriu, senėjimas yra kenksmingų pokyčių kaupimasis su amžiumi. Tai ne tik molekuliniai pažeidimai, pokyčiai gali būti skirtingi: gali būti per didelis ar nepakankamas kai kurių komponentų kiekis, ląstelių disbalansas ar kai kurie kiti pokyčiai. Pavyzdžiui, baltymų komplekso sudėtyje vieno baltymo yra daugiau nei reikia, o kito nepakanka. Šie pokyčiai kaupiasi su amžiumi. Tai taikoma tiek ląstelei, tiek organizmui, nes dauguma vienaląsčių organizmų sensta, taip pat ir daugialąsčiai organizmai, skirtumo nėra daug. Bet daugialąsteliniame organizme tai yra sunkiau, nes skirtingi organai ir organų viduje esančios ląstelės sensta ir jie kažkaip sąveikauja vienas su kitu. Skirtingi organai gali sensti skirtingais tempais, skirtingos ląstelės gali sensti skirtingais tempais, ir visi jie veikia vienas kitą.
Ar yra kažkokia siena, kuria galite atskirti seną narvą nuo seno?
- Ne, tai toks nenutrūkstamas procesas. Senėjimas iš tikrųjų prasideda nuo apvaisinimo. Kiaušinis buvo apvaisintas, atsirado naujas organizmas ir iškart pradėjo senėti. Tiesiog embrionų mirtingumas yra didelis, todėl žala dar nėra matoma viso kito fone. Žmonėms tai iš tikrųjų pasireiškia tik po devynerių metų, kai su amžiumi pradeda didėti mirtingumas.
Ar galite išskirti pagrindinę senėjimo priežastį?
- Tai problema. Neaišku, kaip padaryti eksperimentą, kuris atspindėtų visos sistemos perėjimą į senąją būseną, o ne kai kurias jos dalis. Paprastai jie paima kažkokią dalį, pavyzdžiui, kažkokį geną ar organelę, ir žiūri į juos, bandydami suprasti senėjimą. Bet tai negali visiškai atspindėti senstančio viso organizmo vaizdo.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Taigi mes negalime paimti nė vieno veiksnio ir pavadinti jo priežastimi?
- Nėra pagrindinės senėjimo priežasties. Iš principo ji negali egzistuoti. Įsivaizduokite tokią situaciją: kai kurie veiksniai tapo ribojantys. Štai ji - pagrindinė senėjimo priežastis, dėl jos viskas sensta. Tuomet galima tikėtis, kad natūralioji atranka susilpnės dėl visų kitų komponentų. Tarkime, kad yra koks nors kitas baltymas, kuris veikia labai gerai, neskyla ir veikia visą gyvenimą. Ir jame atsirado mutacija, jis dėl to tapo šiek tiek blogesnis. Bet nesvarbu, jis nebus pašalintas atrankos būdu, nes kita senėjimo priežastis vis dar yra ribota. Tuomet atsirado mutacija kitame gene, trečdalyje … Viskas pamažu blogės ir blogės, kol jis nebus sinchronizuotas su veiksniu, kuris buvo pagrindinis veiksnys mūsų pradžioje. Dėl to daugelis veiksnių vėl veiks kartu senstant, ir nebus vieno pagrindinio. Tačiau sinchronizavimas nebus tobulas,ir tai skirtingose rūšyse pasireiškia skirtingai. Pelės, ypač laboratorinės, dažnai miršta nuo tam tikrų rūšių vėžio, o žmonės - nuo širdies ligų. Taip atsitinka todėl, kad išnykimo procesų sinchronizavimas nėra absoliutus, yra skirtingas polinkis į su amžiumi susijusias ligas.
Kaip vienareikšmiškai susijęs ląstelių senėjimas ir organizmo senėjimas? Tarkime, kad turime nuogą žiurkę, kuri praktiškai nesubrendo. Tuo pačiu metu jūs neseniai rašėte, kad jame buvo rasti tam tikri senėjimo mechanizmai. Ar tai reiškia, kad atskiros ląstelės sensta, o pati molinė žiurkė - ne?
- Ne, tai ne visai tiesa. Manau, kad ekskavatorius taip pat sensta. Jis tiesiog gyvena labai ilgai. Kadangi visa mūsų žala kaupiasi kartu, sunku rasti pagrindinę priežastį. Bet kartais jūs galite manipuliuoti kažkokiu etaloniniu baltymu, kuris veikia daugelį kitų procesų. Tarkime, kad pašalinome - viskas pasikeitė, kūnas tapo kitoks ir dabar jis sensta šiek tiek kitaip ir gali senti. Taip yra ir su ekskavatoriumi: jis sensta ilgiau ir sensta taip ilgai, kad labai sunku pastebėti šį procesą.
Bet ar atskiros senstančios jo kūno ląstelės vis tiek kaupiasi?
- Tikrai. Pavyzdžiui, jame yra neuronų. Jie susidaro embriono vystymosi metu. Tada jie nėra pakeisti, jie yra neatsinaujinantys elementai. Kartais jose kažkas nutinka, pavyzdžiui, įvyko mutacija ar kita klaida - neuronas mirė ir jo niekaip negalima pakeisti. Kažkas praėjo - kitas neuronas miršta, kitas - trečias. Pasirodo, kūnas negali senti. Tai taikoma bet kuriam žinduoliui.
Vladimiras Skulačiovas ir bendraautoriai pateikė prielaidą, kad molinė žiurkė yra neoteninė pelė (tai yra, kurioje vystymasis yra labai sulėtėjęs, todėl individai pradeda daugintis vaikystėje - autoriaus pastaba), o žmogus yra neoteninė beždžionė. Todėl molinė žiurkė sensta lėčiau nei pelė, o mes - lėčiau nei beždžionės. Ar mes turime kokių nors savo mechanizmų, kurie leistų mums sensti lėčiau?
- Tai įdomus klausimas. Mes turime projektą šia tema Maskvos laboratorijoje. Mes tiesiog bandome evoliucijos procesų lygmeniu atrasti keletą bendrų žmogaus ir molinės žiurkės bruožų, palyginti su artimiausiais giminaičiais, kurie nėra neotenikai. Skriskant, genų, atsakingų už šiuos procesus, nerandama, tačiau mes vis dar ieškome.
Ar yra tikimybė, kad iš ekskavatoriaus galime pasiskolinti kokį nors ilgaamžiškumo mechanizmą?
- Taip, tai yra viena pagrindinių idėjų mano laboratorijoje. Norime ištirti ilgaamžius organizmus, įskaitant molinę žiurkę, ir kažkaip panaudoti mechanizmus, kurie evoliucijos metu atsirado juose. Bet žmonėms tai, žinoma, nėra rytojaus klausimas, nes pirmiausia reikia patikrinti, ar nėra pelių.
Įvairių gyvūnų palyginamojo gyvenimo laikotarpio schema. [A] maksimali gyvenimo trukmė, atsižvelgiant į suaugusiojo masę; [B] Ilgaamžių rūšių pavyzdžiai; [C] Palyginamoji kai kurių žinduolių rūšių padėtis, palyginti su jų vidutine gyvenimo trukme. Iliustracija iš Simingo Ma, Vadimo N. Gladyševo straipsnio. Molekuliniai ilgaamžiškumo parašai: skirtingų rūšių palyginamųjų tyrimų įžvalgos / Ląstelių ir vystymosi biologijos seminarai.
Kuri iš jūsų gyvenimo pratęsimo strategijų, jūsų manymu, artimiausiu metu turi daugiausia šansų?
- Viena tendencija yra paprastos intervencijos, tokios kaip kalorijų ribojimas, jos jau yra, jas galima išbandyti. Mechanizmų pritraukimas iš ilgaamžių organizmų yra antra, ilgesnio laikotarpio tendencija, turinti galimybę drastiškiau pakeisti gyvenimo trukmę. Įprastos paprastos intervencijos su pelėmis prailgina gyvenimą ne daugiau kaip 20–30%. Jei jis bus perduotas asmeniui - ir greičiausiai [tokia intervencija] jam nebus toks geras - idealiu atveju tai yra [gyvenimo trukmės] padidėjimas 10 ar 20 metų. Ir yra trečiasis variantas - jis yra visiškai naujas, paskelbtas tik vienas straipsnis šia tema, duomenų vis dar mažai - tai atjauninimas in vivo, kūno viduje, kai galima išreikšti vadinamuosius „Yamanaka faktorius“. Tai yra keturi transkripcijos veiksniai, leidžiantys ląstelei judėti iš suaugusiojo į embrioninę būseną. Šis darbas pasirodė prieš metus. Ten mokslininkai šiuos keturis genus išreiškė pelėmis, dalis ląstelių perėjo į jaunesnę būseną, o pelė pradėjo gyventi ilgiau. Tačiau problema yra tokia: kai atjauniname ląstelę, labai padidiname vėžio tikimybę. Todėl tame darbe jie šiek tiek apgaudinėjo ar dar ką nors: padarė eksperimentą su trumpaamžėmis pelių linijomis, kurioms nebuvo laiko susirgti vėžiu. Bet iš principo tai labai gera idėja. Galite kartu atjaunėti ir kovoti su vėžiu, derinti šias strategijas. Ši sritis turi didelį potencialą. Aš girdėjau iš kelių laboratorijų, kad šiuo metu vykdomi tyrimai šia tema.mes labai padidiname vėžio tikimybę. Todėl tame darbe jie šiek tiek apgaudinėjo ar dar ką nors: padarė eksperimentą su trumpaamžėmis pelių linijomis, kurioms nebuvo laiko susirgti vėžiu. Bet iš principo tai labai gera idėja. Galite kartu atjaunėti ir kovoti su vėžiu, derinti šias strategijas. Ši sritis turi didelį potencialą. Aš girdėjau iš kelių laboratorijų, kad šiuo metu vykdomi tyrimai šia tema.mes labai padidiname vėžio tikimybę. Todėl tame darbe jie šiek tiek apgaudinėjo ar dar ką nors: padarė eksperimentą su trumpaamžėmis pelių linijomis, kurioms nebuvo laiko susirgti vėžiu. Bet iš principo tai labai gera idėja. Galite kartu atjaunėti ir kovoti su vėžiu, derinti šias strategijas. Ši sritis turi didelį potencialą. Aš girdėjau iš kelių laboratorijų, kad šiuo metu vykdomi tyrimai šia tema.
„Tačiau tokiu atveju mes galime susidurti su problema, kad lėčiau mokomės kovoti su vėžiu, nei perprogramuoti ląsteles
- Kodėl vėžio atveju pastaraisiais metais taip pat padaryta labai didelė pažanga. Dabar vėžys yra seka, nustatomi pagrindiniai kiekvienos vėžio rūšies veiksniai ir šiems vairuotojams parenkami inhibitoriai. Anksčiau gydymas buvo paprastas: chemoterapija ar radijas - ir labas, jis visiems vienodas. Ir dabar jie imasi vėžio, seka ir jau žino, kurį inhibitorių vartoti, kuris veikia patį geną, kuris supainiojo. Tai yra visiškai kitas lygis.
Autorius: Polina Loseva