Эндрю Стил - Бессмертные. Почему гидры и медузы живут вечно, и как людям перенять их секрет

Помимо борьбы с клональной экспансией, связанной со старением, это также может быть хорошим профилактическим лекарством от рака. Исследование, изучающее мутации, присутствующие в более чем 2500 опухолях, показало, что половина самых ранних драйверных мутаций произошла всего в девяти генах и что они появляются за годы или, возможно, даже десятилетия до постановки диагноза. Это означает, в принципе, что значительное число раковых заболеваний можно было бы предотвратить, если бы мы могли найти способы убить клетки с одной из этих девяти мутаций. Хотя, опять же, мы не знаем точно, как это сделать, поиск методов лечения, нацеленных на девять генов, является существенно более сложной проблемой, чем если бы сотни или тысячи генов несли ответственность за то, чтобы поставить клетку на путь превращения в опухоль.

Другой способ, которым мы могли бы отразить атаку клонов, а не просто убить их, – это изменить окружающую среду организма в пользу нормальных клеток. В эволюции «выживание наиболее приспособленных» означает наиболее приспособленных для конкретной среды. Таким образом, если лекарства или другие методы лечения изменят среду таким образом, что обычные немутантные клетки получат конкурентное преимущество, они смогут постепенно захватить контроль и вытеснить клонов. Как именно мы это сделаем, опять же остается неясным, но есть предварительные доказательства того, что можно одержать верх над мутантами. Недавняя экспериментальная проверка концепции показала, что доза рентгеновского излучения ускоряет рост клеток в пищеводе мышей с мутациями р53 (мутация в гене р53, будучи наиболее часто встречаемой при раке, также является вторым наиболее распространенным фактором клональной экспансии в пищеводе). Но облучение рентгеновскими лучами после дозы антиоксидантов улучшает шансы нормальных клеток конкурировать с клонами. В то время как терапевтические антиоксиданты в сочетании с рентгеновскими лучами могут не прижиться в качестве лечения, эта работа действительно демонстрирует, что успех клональных экспансий зависит от окружающей среды и что ее регуляция может помочь нормальным клеткам захватить контроль. Это также поднимает интригующий вопрос, что, возможно, причина, по которой слишком сильное облучение приводит к раку, заключается не в том, что оно непосредственно вызывает мутации, а в том, что может стимулировать рост мутантных клонов, увеличивая вероятность того, что один из них сделает следующий шаг на пути к онкологическому заболеванию. Возможно, самая радикальная идея, чтобы избежать повреждения ДНК и мутаций, – это полное обновление стволовых клеток организма – подход, работающий независимо от того, кто вызывает проблемы при старении: клоны или случайные мутации в отдельных клетках (или и тот, и другой фактор). Другая хорошая новость в сфере секвенирования состоит в том, что обычно остается по крайней мере несколько клеток, чья ДНК не имеет каких-либо существенных повреждений. Если бы мы могли извлечь некоторые из этих немутировавших клеток, превратить их в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, дважды проверить, свободна ли их ДНК от случайных ошибок или мутаций, изменяющих правила игры, а затем превратить эти иПСК в стволовые клетки для кожи, пищевода, кишечника, крови и других тканей, пораженных мутациями, то могли бы использовать их для замены мутантных клеток. Получив больше знаний, мы поймем, где в наших телах обновление ДНК наиболее необходимо, и вполне может оказаться, что починка наиболее важных тканей приведет к тому, что мы сможем исправить те места, где частота мутаций ниже или клональная экспансия вызывает меньше проблем.

Мутации в ДНК, вероятно, будут одним из самых сложных признаков старения. Идеи, которые мы обсуждали, варьируют от экспериментальных подтверждений концепций в лаборатории до на данный момент чисто спекулятивных предположений. Но это проблема, с которой в конце концов нам придется иметь дело: мутации будут накапливаться, от 10 до 50 в год в каждой клетке тела, а клоны будут продолжать делиться, медленно удушая своих нормальных соседей, даже если мы полностью разберемся со всем остальным. Самым удачным решением этой проблемы было бы открытие в ходе дальнейших исследований, что мутации, не вызывающие рак, не настолько вредны для здоровья, чтобы быть существенной проблемой даже при большой продолжительности жизни, но мы должны готовиться к худшему, даже если надеемся на лучшее.

Самаярадикальная идея избежать повреждения ДНК и мутаций состоит в том, чтобы полностью обновить стволовые клетки организма.

К счастью, в ближайшем будущем понимание распространенности и типа мутаций в процессе старения значительно улучшится. Секвенирование генома сейчас дешевле, чем когда-либо, и интерес к накоплению мутаций исходит не только от научного сообщества, занимающегося проблемами старения, но и от исследователей рака. Те из нас, кто заинтересован в лечении старения, должны убедиться, что эта работа исследует вклад мутаций в разрушение организма и рак, и убедиться, что попытки действительно лечить его развиваются в тандеме с исследовательской работой. Если мы сделаем это, то первые методы лечения для укрощения безудержных клонов или генная терапия для усиления защиты ДНК могут быть достаточно близки к тому, чтобы иметь значение для многих живущих сегодня людей.

После удаления, замены и починки всего, что возможно, заключительная стадия реального лечения биологического старения почти наверняка потребует от нас перепрограммировать собственную биологию, взломать то, что дала нам природа, чтобы предотвратить возникновение проблемных процессов в первую очередь. Поскольку «программа» для биологии написана в генах, это будет включать в себя их редактирование, чтобы оптимизировать положительные аспекты, минимизировать влияние отрицательных и создать новые возможности для наших клеток и органов.

Хотя это может показаться футуристичным, в обозримом будущем мы сможем многое сделать в области медицинского обслуживания. Пройдет совсем немного времени, и мы сможем использовать генное редактирование, чтобы усовершенствовать руку, которую нам дала эволюция, и даже сможем выполнить клеточное перепрограммирование, – другое название процесса создания индуцированных плюрипотентных стволовых клеток – чтобы повернуть время вспять в клетках не только в пробирке, но и во всем теле.

Эти идеи дают нам представление о последнем шаге в биогеронтологии и, возможно, во всей медицине. Объединение всего, что мы узнали до сих пор, в сложные компьютерные модели человеческой биологии, сделают все, что мы обсуждали, пережитками каменного века. Достигнув этой цели, мы станем действительно нестареющими – и, поскольку «старение» постепенно потеряет свой смысл, люди, вероятно, вообще перестанут называть эти методы лечения «антивозрастными».