Профессор микробиологии и иммунологии Лаборатории биологии стволовых клеток Baxter при Медицинской школе Стэнфордского университета Гарри Нолан о революционном методе в области геронтологии.

Геронтологи пока не составили полного перечня факторов, влияющих на скорость старения организма. Доподлинно известно лишь то, что процессы увядания напрямую зависят от состояния теломер - концевых участков хромосом: чем они длиннее, тем дольше живет человек и тем лучше его здоровье. Исследователи из Медицинской школы Стэнфордского университета разработали новый метод, позволяющий быстро, эффективно и безопасно увеличить длину теломер. О революционной разработке рассказал один из ее авторов, профессор микробиологии и иммунологии Лаборатории биологии стволовых клеток Baxter при Медицинской школе Стэнфордского университета Гарри Нолан.

- Что же наука знает о теломерах?

Г.Н. В свое время американский геронтолог Леонард Хейфлик установил, что фибробласты кожи - клетки, синтезирующие коллаген и эластан, могут делиться вне организма около 50 раз. Он заморозил фибробласты после 20 делений, потом через год разморозил, и они делились в среднем еще 30 раз, то есть до своего предела. Это выглядело так, будто клетки помнили число делений до замораживания. Фактически внутри большинства клеток существует "счетчик делений", и по достижении определенного предела (лимита Хейфлика) они перестают делиться - становятся "старыми". При каждом делении клетки хромосомы в ней немного укорачиваются, сокращается при этом и длина теломер. В какой-то момент наступает тот самый предел, когда клетка уже не может делиться и постепенно теряет жизнеспособность. Именно так, согласно генетической теории теломер, и происходит процесс старения клеток. После открытия Хейфлика геронтологи начали искать действенные способы удлинения продолжительности жизни клеток. Но более-менее перспективные методики в этой сфере стали появляться сравнительно недавно.

- У всех клеток одинаковый "возрастной лимит"?

Г.Н. У разных клеток свои "пределы Хейфлика" и конечное количество делений. Правда, некоторые клетки, включая стволовые и половые, могут делиться вечно. Как выяснилось, это связано с наличием в них специального фермента - теломеразы, которая непрестанно отстраивает теломеры. Проблема в том, что в других клетках теломераза "отключена", поэтому они не могут делиться бесконечно, а соответственно, ткани стареют. Когда с возрастом старые клетки накапливаются, начинаются дегенеративные процессы, которые и приводят к так называемым возрастным заболеваниям, среди которых остеопороз, болезни сердца и сосудов, инфаркты, инсульты и даже рак.

- Значит, рак - это возрастное заболевание?

Г.Н. В общем, да. Специфический метаболизм старых клеток может вызывать воспаление и перерождение соседних клеток в злокачественные. Поэтому сейчас ученые всего мира разрабатывают методики, избирательно удаляющие старые клетки в органах и тканях, тем самым предотвращая дегенеративные изменения органов и рак.

- А какова изначальная длина теломер, которую люди получают при рождении?

Г.Н. Исследования показали, что длина теломер при рождении стартует от 15 тыс. нуклеотидных пар, у молодых она равна 8-10 тыс. нуклеотидов и уменьшается до 5-2 тыс. при хронических заболеваниях. Длина теломер максимальна у 18-месячных детей, а затем она быстро снижается до 12 тыс. к пятилетнему возрасту, после чего процесс старения замедляется. На самом деле это примерные цифры - теломеры укорачиваются у разных людей с разной скоростью.

- Какие факторы влияют на это?

Г.Н. Это, в частности, стрессы. Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 2009 года Элизабет Блекберн установила, что люди, постоянно испытывающие стресс, имеют более короткие теломеры по сравнению с их сверстниками, проживающими относительно спокойную жизнь. Причем разница в пересчете на годы составляла до десяти лет. Результатом исследований Блекберн стал коммерческий тест для определения биологического возраста человека на основании длины теломер.

Уже в ближайшее время наша технология будет применяться для предотвращения и лечения возрастных заболеваний.

Кроме того, с укорочением теломер связаны некоторые генетические болезни, например, отклонения в умственном развитии, на которые также можно будет воздействовать

- Очевидно, способствует сохранению теломер и здоровый образ жизни?

Г.Н. Однозначно! Недавно наши коллеги из Калифорнийского университета в Сан-Франциско провели исследование, в ходе которого выяснили, что позитивные изменения в образежизни способствуют удлинению теломер. Результаты поистине впечатляют. За пять лет у тех, кто исключил из рациона жирное мясо, отдав предпочтение фруктам, овощам и цельнозерновым злакам, проводил как минимум 30 минут в день на свежем воздухе, делал комплекс из легких упражнений, избегал стрессовых ситуаций, длина теломер выросла в среднем на 10% по сравнению с первоначальной. У тех, кто продолжал вести обычный, не слишком здоровый образ жизни, теломеры сократились на 3%. То есть элементарные изменения в образе жизни действительно омолаживают организм, причем буквально на клеточном уровне.

- То есть ваша новая методика "наращивания теломер" для ленивых?

Г.Н. Вообще, наша главная цель - победить возрастозависимые заболевания. Мы дополнили РНК кодирующими последовательностями белка TERT - активного компонента фермента теломеразы. За счет этого произошло "включение" теломеразы, и концы хромосом удлинились. Результаты экспериментов показали, что клетки кожи, теломеры которых были искусственно удлинены, ведут себя аналогично молодым и делятся во много раз больше, чем обычные клетки. В итоге мы удлинили хромосомы человека на 1 тыс.нуклеотидов, повернув, таким образом, вспять "внутренние часы" и добавив человеку как минимум десять дополнительных лет жизни.

- Насколько я знаю, похожие эксперименты проводились и раньше, но в итоге они плохо заканчивались - клетки организма начинали превращаться в раковые...

Г.Н. Как это ни парадоксально, преимущество нашей методики в том, что она дает временный эффект - примерно на 48 часов: в течение этого времени теломераза активно удлиняет теломеры. Через двое суток модифицированная РНК полностью распадается, и иммунитет не успевает на нее негативно отреагировать. После этого удлиненные теломеры с каждым клеточным делением снова начинают укорачиваться. То есть обработанные клетки не будут делиться бесконечно - если бы время деления было неограниченным, это действительно могло бы привести к развитию рака. Кстати, раковые клетки, подобно стволовым и половым, могут делиться бесконечно, поэтому онкологию так сложно лечить. Соответственно, наша методика удлинения теломер на сегодня самая безопасная и в то же время эффективная.

- Может ли она обеспечить бессмертие?

Г.Н. Бессмертие - вряд ли, ведь разрушительные процессы в организме связаны не только с теломерами. С другой стороны, это, безусловно, путь к долгой и здоровой жизни. Уже в ближайшее время наша технология будет применяться для предотвращения и лечения возрастных заболеваний. Кроме того, с укорочением теломер связаны некоторые генетические болезни, например, отклонения в умственном развитии, на которые также можно будет воздействовать. Сейчас мы пытаемся найти способ применять нашу методику для разного типа клеток.

http://www.dsnews.ua/future/kak-prodlit-zhizn-cheloveka-na-10-let-13022015091400