Видео
Давайте сегодня поговорим об эпигенетических часах: что это такое, почему это здо́рово и очень интересно. Как и практически во всех презентациях о старении, надо сначала определить, что это такое.
Изображение 1 — Зависимость индекса смертности (по оси Y) от биологического возраста (по оси X)
Изображение 1 — Зависимость индекса смертности (по оси Y) от биологического возраста (по оси X).

Я думаю, что вы все это знаете, но повторюсь: главная проблема — это экспоненциальный рост риска смерти с возрастом. На этом графике (на изображении 1) в логарифмической проекции показано, что если шанс умереть в течение года в сорок лет один на тысячу, то в восемьдесят этот шанс уже один на десять. Но даже если в восемьдесят лет затормозить старение, мы можем ожидать продление жизни на десять лет, а если бы мы могли затормозить старение в сорок лет, то мы могли бы прожить вообще тысячу лет. Такая вот статистическая вероятность. Но, к сожалению, пока это лишь мечты — пока мы имеем экспоненциальный рост смертности с возрастом.

Мы можем немного по-другому определить возраст. Обычно когда говорят «возраст», то думают просто о хронологическом прошествии некоторого времени с момента рождения. Но смотря на популяцию (в том числе людей), мы замечаем, что есть особи, которые на самом деле стареют медленнее, или, по крайней мере, являются (или выглядят) моложе, чем некоторые свои хронологические сверстники. Поэтому возникает вопрос, что именно определяет эту динамику старения. И хотелось бы найти такой биомаркер, который мог бы, исходя из какого-то внутреннего состояния, предсказывать нам нашу смертность. По-другому, мы хотели бы определять наш возраст не в зависимости от того, сколько времени прошло, а от того, какая на данный момент вероятность смертности.

Посмотрите на график на изображении 1, на ось ординат: если мы знаем, что наша вероятность умереть равна одной сотой (1/100), то наш биологический возраст соответствует шестидесяти годам. То есть, для хронологической когорты всей популяции, которую мы представляем, этот показатель сейчас коррелирует с шестьюдесятью хронологическими годами. Но даже если нам пятьдесят, по какому-то третьему биомаркеру мы можем установить обратным способом биологический возраст (а не по вероятности смертности или по хронологическому возрасту), с помощью какой-то внешней переменной, которую мы могли бы использовать для корреляции со смертностью. И вот нам пятьдесят, но наш биомаркер говорит, что наша вероятность смертности — один на сотню. Исходя из этого, мы можем сделать вывод, что биологически нам шестьдесят, что мы на десять лет опережаем старение своих хронологических сверстников. Или в обратную сторону: допустим, если мы знаем, что наша вероятность близка к одному на тысячу, то нам примерно сорок лет в биологическом смысле.

Есть люди, у которых биологический и хронологический возраст расходятся, которые стареют медленнее или быстрее, чем другие сверстники. В моем поколении есть отличный пример — это сериал друзья (Friends), многие из вас его наверное знают. Два персонажа, которых играют актёры Дженнифер Энистон (Jennifer Aniston) и Мэтт Леблан (Matt LeBlanc), в моем понимании отлично иллюстрируют это расхождение. Мэтт Леблан постарел намного больше, чем Дженнифер Энистон (по крайней мере, мне так кажется), хотя в принципе они сверстники.

Изображение 2 — Дженнифер Анистон и Мэтт Леблан — сейчас и во время, когда снимали сериал
Изображение 2 — Дженнифер Анистон и Мэтт Леблан — сейчас и во время, когда снимали сериал.

Так вот, как же определить этот биологический возраст? Именно для этого надо искать те биомаркеры, которые коррелируют со смертностью, и которые не являются хронологическим возрастом. И желательно, чтобы они были «обратимы», чтобы мы видели, что если какие-то интервенции оздоравливают особей (например, продляют жизнь мышам), то они положительно влияют и на эти биомаркеры. И в обратную сторону, если мы знаем, что что-то негативно влияет на продолжительность жизни, то оно также должно негативно влиять на этот биомаркер.

Как мне кажется, эпигенетические часы, о которых мы сегодня поговорим, являются таким биомаркером. Есть и другие биомаркеры, например толщина стенки сосудов (т. н. толщина интима-медия): чем они толще, тем хуже (скорее всего, там откладываются атеросклеротические бляшки, которые являются одним из предикторов сердечно-сосудистых заболеваний). Ещё один биомаркер — это инсулиноподобный фактор роста (ИФР-1), у которого есть оптимальное значение, и если его превысить, то мы будем наблюдать повышенную вероятность смертности. Но если у ИФР-1 слишком низкое значение, это тоже имеет негативное влияние. Также индекс массы тела — мы знаем, что до определённого предела есть корреляция. Если вес тела слишком велик, то вы быстрее умрёте (я имею в виду жировой вес, а не мышечный вес у бодибилдеров). Но из исследований видно, что именно эпигенетические часы являются лучшим биомаркером.

Чтобы понимать, что такое эпигенетические часы, надо понимать, что такое эпигенетика. Самое простое определение эпигенетики использует морфологию слова: «эпи» — это как приставка «над», получается, что эпигенетика — это «надгенетика», контроль над генетикой. Существует несколько механизмов, которые контролируют ДНК, и которые включают или выключают те или иные гены. ДНК — одна на все клетки, но ткани сами по себе очень разные — кожа, нейроны, глаза и все остальное. В каждой клетке включён один определённый набор генов, в отличие от других типов клеток. Механизмы включения/выключения разные, есть метилирование самой ДНК, ацетилирование гистонов, фосфорилирование, есть механизм контроля над гистонами. О первых двух расскажу далее.

Вкратце — что такое ДНК? Она распределена на хромосомы, а хромосома — это такая очень туго смотанная спираль. Эта спираль намотана на то, что называется «гистоны» (по сути, это такие катушки). Если смотреть на ДНК как на магнитную ленту, на которой записана информация, то гистоны — это такие бобины, на которые намотана эта магнитная лента. Раньше, когда ещё не было винчестеров и жёстких дисков, были такие носители с магнитной лентой, на которую были записаны нолики и единички. И вот как раз ДНК — это такая магнитная лента, на которой биты включены и выключены. А гистон — это та бобина, которая тоже имеет свой регулятор включения и выключения. Если гистон не ацетилирован — он говорит организму, что «вот эту всю бобину ты не трогай, она выключена». А если бобина ацетилирована, то значит те гены, которые записаны на ней, считываются дальше. Но уже потом каждый ген может дополнительно быть включён или выключен.

Изображение 3 — катушки гистонов (сверху — неацетилированые, транскрипция не продолжается, снизу — ацетилированные, транскрипция продолжается)
Изображение 3 — катушки гистонов (сверху — неацетилированые, транскрипция не продолжается, снизу — ацетилированные, транскрипция продолжается).

И вот именно гены, цепочка ДНК, их транскрипция, их включение и выключение, определяется метилированием. Что такое метилирование? Есть один из нуклеотидов, цитозин. К нему может быть добавлена метильная группа (углерод и три атома водорода вокруг). Если этот углерод «сидит» на этом цитозине, то цитозин метилирован, и он на самом деле уже не цитозин, а пять-метил-цитозин. Обычно заметилированный цитозин выключает участок гена, он «говорит» нашему организму: «ты вот это вот не трогай». Как он это делает? На этой метильной группе сидит механизм, который не даёт фактору транскрипции начать саму транскрипцию. Транскрипция — это то, что считывает ген и потом по нему строит белок.

Вообще в ДНК есть четыре нуклеотида (А, Ц, Г, Т), и метилирование происходит только в определённых местах, которые называются CpG сайты. Эти сайты — это, упрощая, просто цитозин и гуанин — два основных нуклеотида, и между ними фосфат (Cytosine phosphate Guanine).

Изображение 4 — CpG сайты — на ДНК справа (между C и G, то есть, между цитозином и гуанином, поставлен фосфат). К этим сайтам крепятся метильные группы
Изображение 4 — CpG сайты — на ДНК справа (между C и G, то есть, между цитозином и гуанином, поставлен фосфат). К этим сайтам крепятся метильные группы.

Такая конвенция используется, чтобы мы поняли, что это в одной и той же цепочке ДНК — цитозин и гуанин, и что метилирован цитозин, который в одной цепочке (потому что мы можем интерпретировать «ЦГ» как два нуклеотида, которые напротив друг друга сидят, на двух разных спиралях, потому что две зеркальные спирали ДНК наложены друг на друга, и каждому нуклеотиду в одной спирали соответствует другой, гуанину соответствует цитозин). Метилирование — это когда метильная группа сидит на одной и той же цепочке ДНК. На изображении 3 показано, как вообще эта цепочка ДНК выглядит, как нуклеотиды сидят на рибозе. При этом метильная группа (CH3) может «сидеть» только на цитоцине, следом за которым идёт гуанин (это CpG сайт). Если она там «сидит», то на зеркальной цепи ДНК этим CpG соответствует GpC, и там тоже на цитозине будет «сидеть» метильная группа. Можно сильно не вдаваться в подробности, главное понимать, что механизм эпигенетики ответственен за то, какие гены включены, а какие выключены. И что этот механизм очень схожим образом работает у млекопитающих.

Часы метилирования, о которых я расскажу чуть-чуть попозже, — они идут, тикают. Их значение повышается с возрастом. При этом есть возраст, а есть то, что называется «часы метилирования». Эти значения очень сильно коррелируют, и не только у людей, но и у других млекопитающих.

Изображение 5 — по оси Х биологический возраст, по оси Y — возраст метилирования у мышей. Видно линейную зависимость
Изображение 5 — по оси Х биологический возраст, по оси Y — возраст метилирования у мышей. Видно линейную зависимость.

Эпигенетический анализ используется для того, чтобы в диких популяциях устанавливать возраст отдельных особей, потому что невозможно спросить, какой возраст, например, у кита, которого мы поймали. А эпигенетика очень хорошо эту зависимость устанавливает. Исходя из этих маркеров, мы можем поймать кита, взять у него образец крови или какой-то другой ткани, и таким образом установить его возраст.

На изображении 5 показана корреляция между известным возрастом и теми часами метилирования, которые учёные разработали. Есть два основных учёных, которые занимаются часами метилирования — это американец Хорват (Steve Horvath) и американец Ханнум (Gregory Hannum). У них — совершенно разные часы метилирования. У Хорвата — 353 CpG-сайта, а у Ханнума — 77, и они у них не пересекаются. Но и у тех, и у других часов — высокая корреляция с возрастом.

Что мы вообще знаем о метилировании, как оно изменяется возрастом? В целом, оно немного снижается, но не очень значимо, на 3—5%. Но есть гены, метилирование которых возрастает, а есть другие, метилирование которых наоборот снижается. Мы понимаем, что разные гены с возрастом включаются или выключаются, и в разных тканях все происходит по-разному. В каких-то тканях один набор генов затихает, а другой включается. А в других тканях что-то другое.

Изображение 6 — по оси Y CpG сайты, по оси Х возраст. Иллюстрация изменения метилирования генов со временем
Изображение 6 — по оси Y CpG сайты, по оси Х возраст. Иллюстрация изменения метилирования генов со временем.

На изображении 6 показан пример изменения метилирования генов на мышах. Красным цветом отмечено то, что сто процентов заметилировано. Белый — это ничего не заметилировано. По оси абсцисс представлены мыши только рождённые, потом четырнадцать недель, потом двадцать семь недель, потом сорок одна неделя. Некоторые гены как были заметилированы, так они и остаются заметилированы на протяжении всей жизни. Другие гены наоборот начинают заметилироваными, но с возрастом «желтеют», их метилирование снижается. Есть гены, которые наоборот начинают «жёлтыми» и становятся «красными». А есть другие, которые всегда активны, незаметилированы. Как я уже говорил, метилирование подавляет ген, — выключает, и глобально мы наблюдаем, что с возрастом метилирование снижается. Но локально — это неверно. В каких-то местах оно действительно снижается, но не в критических генах. Есть такие островки метилирования, мы до сих пор не понимаем, почему именно в них с возрастом метилирование возрастает или спадает. Именно в них происходит то, что называется «локальная гиперметиляция». Именно они с возрастом выключаются. У меня есть своя гипотеза, почему это происходит, я её выскажу чуть позже.

Хорват и Ханнум не просто так свои часы разрабатывали. Их целью было найти биомаркер старения, о котором я рассказал изначально, который с возрастом предсказывал бы нашу смертность лучше, чем паспортный возраст. Из исследований Хорвата и Ханнума видно, что они этот биомаркер нашли — это коэффициент смертности («hazard ratio»). Он пока ещё далёк от идеального, но он даёт нам хороший показатель. За каждое изменение часов метилирования на одно значение мы получаем на 2,5% риска смертности больше. Если говорить о том, что происходит с увеличением на большее значение (не на один год, а на десять) — этот риск увеличивается в геометрической прогрессии. Он очень быстро растёт, и вместо одного года и двух с половиной процентов получится примерно тридцать процентов на десять лет. Если наш биологический возраст на десять лет превышает наш хронологический, то наша вероятность смерти — на тридцать процентов выше вероятности смерти для нашей хронологической когорты.

Была также разработана модель, в которую были включены многие дополнительные параметры, например хронологический возраст, индекс массы тела, а также ваши личные параметры — как вы себя ведёте, пьёте ли алкоголь, что-то ещё. И все равно у эпигенетических маркеров остаётся какая-то предсказательная сила. Это нам говорит, что у эпигенетики есть дополнительный предсказательный потенциал, который не охватывается другими биомаркерами, которые (мы уже знаем) предсказывают смертность. Мы понимаем, что есть какая-то новая информация, которую нам даёт эпигенетика. Если бы все эти параметры уже объясняли смертность, то у эпигенетики не было бы дополнительной предсказательной силы, и мы бы видели, что коэффициент опасности (hazard ratio) остаётся примерно в районе единицы. Но нет! У эпигенетики остаётся на одну единицу примерно 1,6% возрастания риска смертности (как показали Хорват и Ханнум).

Наши эпигенетические часы пока ещё не идеальны: для различных тканей у них не идеальная корреляция. Это может быть объяснено, например, биологически: у разных тканей могут быть разные профили старения. Есть, например, ткань груди и кровь — может быть у кого-то грудные ткани более старые, чем показатели крови. Но если мы возьмём вместо этого кровь и слюну, то тут будет лучшая корреляция, мы ожидаем увидеть прямую линию, которая будет обозначать, что эти два параметра практически одинаковые. Если эпигенетика слюны отстаёт на десять лет от хронологического возраста, то значит и на десять лет должна отставать эпигенетика крови. Мы должны по диагонали видеть прямое распределение зависимости, и это отношение (кровь/слюна) примерно эту диагональ воспроизводит. Но все равно, этого не достаточно, чтобы мы могли сказать: «Вот он, идеальный биомаркер, который точно предсказывает наш биологический возраст».

В чем ещё неидеальность эпигенетических часов? В том, что по разным когортам (как Ханум их определил) не видно той корреляции, которую мы могли бы ожидать от этих эпигенетических часов. Например, была когорта больных раком. Независимо от того, болен ли ты раком или нет, предсказательная сила твоего эпигенетического возраста (коэффициент опасности) была примерно одинаковая. Это странно, могло бы показаться, что если человек болен раком, то его эпигенетический возраст должен коррелировать со смертностью и быть выше, чем его биологический возраст. Но пока в исследовании Хорвата и Ханнума мы этого не видим. Хотя в других исследованиях, когда мы немножко по-другому интерпретируем эпигенетику или находим более редуктивные сайты метилирования, там эта корреляция присутствует. Напомню, что Хорват просто взял 353 сайта — 353 гена (вернее, меньше генов, потому что у одного гена может быть несколько сайтов метилирования). Соответственно, он просто взял 353 маркера, и сказал, что они должны предсказывать наш биологический возраст. Но у нас есть тысячи разных генов. И из них тех генов, которые являются ключевыми регуляторами, не так много, и их очень сложно найти. Есть огромное количество этих сайтов метилирования, которые с возрастом примерно одинаково меняются, и пойди разберись, где там регуляторы, а где те, которые просто к ним паровозом прицеплены. Очень сложная задача, и мне кажется, что Хорват и Ханум с ней до конца не справились.

Но есть ещё одно интересное исследование, в котором подход к интерпретации эпигенетических изменений, как мне кажется, лучше. Там используется десять основных эпигенетических маркеров. Эпигенетические изменения разделены на четверти (в которых число заметилированных генов 0, 1, 2-5, > 5), и если человек находится в первой четверти эпигенетических изменений (пять или более ключевых маркеров заметилировано), то тогда риск его смертности значительно (в семь и более раз) возрастает. Исследователи смотрели на смертность от многих причин, на смертность от рака, от сердечно-сосудистых заболеваний и др., и увидели, что повторяется та же история с пятью заметилированными маркерами. Графики на изображении 7 наглядно это демонстрируют: розовая линия обозначает ту группу, у которой пять или более маркеров абнормально заметилированы. Их смертность гораздо выше, они гораздо раньше умирают, чем те, у кого эти маркеры в норме.

Изображение 7 — сравнение коэффициента смертности у разных когорт по 5-ти маркерам. По X — время жизни, по Y — процент выживших
Изображение 7 — сравнение коэффициента смертности у разных когорт по 5-ти маркерам. По X — время жизни, по Y — процент выживших.

Мне кажется, именно такой подход — более правильный для интерпретации эпигенетических изменений. Насчёт рака я уже говорил — у Ханнума и Хорвата не было однозначной связи, а во втором исследовании — была такая связь. Правда эту связь было трудно заметить в раннем возрасте, но с увеличением возраста эта связь прослеживалась все лучше. Видно, что чем выше возраст, тем выше риск возникновения рака у тех, у кого выше эпигенетический возраст.

Все это указывает на то, что нам надо лучше разбираться в эпигенетике. Пока мы видим какие-то тренды, но окончательного понимания ещё нет. Зато видно ту важную «обратимость» этого маркера, о которой я упоминал в начале. Напомню — нам нужен такой биомаркер, который бы изменялся в зависимости от различных интервенций по продлению жизни, таких как, например, ограничение калорий в мышах, которое мы знаем — точно продляет жизнь практически всем линиям мышей. Или, например, рапамицин — в группе мышей, употреблявших рапамицин, эпигенетический возраст особей был ниже, чем у дикого типа.

Изображение 8 — чёрными ромбиками обозначены рапамициновые мыши, синими кружечками — карликовые, квадратиками — мыши с ограничением калорий, зелёной линией — те, которые подвергались интервенции, чёрной — не подвергались. В скобках указаны линии мышей — UMHET3 и Ames.
Изображение 8 — чёрными ромбиками обозначены рапамициновые мыши, синими кружечками — карликовые, квадратиками — мыши с ограничением калорий, зелёной линией — те, которые подвергались интервенции, чёрной — не подвергались. В скобках указаны линии мышей — UMHET3 и Ames.

На графике мы видим, что с возрастом у мышей эпигенетический возраст немножко замедляется, но у рапамициновой группы он замедляется быстрее. Такие мыши отстают на десять месяцев от эпигенетического возраста мышей, растущих без интервенций. Так же и с карликовыми мышами, у рапамициновой группы с возрастом гораздо медленнее увеличивается эпигенетический и биологический возраст. Карликовые мыши живут обычно в полтора раза дольше, и соответственно у них разница между маркерами эпигенетического возраста, которые были откалиброваны по обычным мышам, в разных группах должна быть значительно меньше, чем у обычных мышей. Это мы и наблюдаем. Угол изменения кривой эпигенетических часов смещается, и замедляется их старение. В другом исследовании ограничение калорий снижало эпигенетический возраст. Также у мышей, у которых был нокаут гормона роста, тоже снижался эпигенетический возраст. Таким образом, замедление эпигенетического старения происходит под влиянием тех интервенций, которые гарантированно замедляют физическое старение, ну или хотя бы продляют жизнь (есть мнение, что продление жизни может не сопровождаться замедлением старения, а просто объясняться ректангулизацией кривой смертности, но мы не будем это обсуждать).

Почему вообще важны эти эпигенетические часы? Почему это не просто биомаркер? Что в них такого важного и особенного, что нам позволяет ожидать, что они будут лучшим биомаркером для определения биологического возраста? Это потому, я считаю, что эпигенетика играет центральную роль в старении. Старение является программой, которая выполняется эпигенетикой. Те эпигенетические изменения в клетке, которые мы наблюдаем, являются возрастными проявлениями регулятора эпипрограмм. Кстати, самая биологически молодая клетка — это клетка эмбриональная, у которой эпигенетика, грубо говоря, «снесена» вообще напрочь. Эта эмбриональная клетка получается «почему-то» из клетки материнской. Есть «старый» организм, у которого есть клетка со своим профилем и эпигенетикой — яйцеклетка. В момент оплодотворения она молодеет до нуля, и получается новый организм с совершенно новой эпигенетикой. И мы знаем, что этот организм молодой, что он проживёт свои два года, как мышка, или восемьдесят лет, как человек. Мы должны задаться вопросом, как и почему это происходит, какой вообще механизм обнуления биологических часов; откуда организм знает, что он старый или молодой. И эпигенетика, как мы начинаем сейчас нащупывать, как раз является этим механизмом, который сообщает организму, старый он или молодой, и сколько ему ещё осталось жить.

Ещё одно важное замечание, на которое эпигенетика нам указывает, — это что те изменения в митохондриях, которые мы наблюдаем, не являются поломками или мутациями, они являются эпигенетически запрограммированными. И это очень важно, потому что это нам показывает с другой стороны, что в нас заложена эпигенетическая программа. Даже в митохондриях те изменения, которые, как мы раньше думали, обусловлены мутациями, и которые снижают эффективность митохондриального дыхания, также обусловлены эпигенетикой.

Изображение 9 — По горизонтали различные клеточные линии (чёрные — молодые линии, светлые — старые линии). По вертикали — потребление кислорода, MitoSOX — количество свободных форм кислорода (свободных радикалов)
Изображение 9 — По горизонтали различные клеточные линии (чёрные — молодые линии, светлые — старые линии). По вертикали — потребление кислорода, MitoSOX — количество свободных форм кислорода (свободных радикалов).

На изображении 9: чёрные — это молодые фибробласты, белые — это старые фибробласты. Потребление фибробластами кислорода с возрастом снижается. На графике показано, что с возрастом молодые дышат хорошо, а старые — плохо. Раньше учёные размышляли, почему так происходит: «Наверное со старыми какая-то плохая штука случается, и они накапливают мутации, поломки или что-то ещё». Исследователи попытались эту гипотезу подтвердить, но пришли к выводу, что она неверна. Они взяли различных доноров, молодых и старых, и посмотрели количество мутаций в их митохондриях. Доноров разбили на три разные группы в соответствии с разными мутациями, и увидели, что количество мутаций одинаково — что в молодых, что в старых клетках. Это — очень странно. Чем же тогда можно объяснить, что старые митохондрии намного хуже работают? Следующим этапом они решили просто обратить эти старые клетки фибробластов с помощью факторов Яманаки (о них подробнее расскажу ниже) в молодые, и показали, что это обращение чинит все поломки с митохондриальным дыханием. Серые столбики на изображении 10 — это после обработки факторами Яманаки. После обработки, дыхание молодых фибробластов остаётся примерно на том же уровне, а дыхание старых становится намного лучше. Оно практически возвращается на уровень молодых фибробластов, даже становится ещё лучше. Это нам показывает, что снижение эффективности митохондриального дыхания обусловлено не какими-то дефектами, а эпигенетической регуляцией, или эпигенетической программой, а не мутациями.

Изображение 10 — Серым обозначены перепрограммированные из старых новые клетки
Изображение 10 — Серым обозначены перепрограммированные из старых новые клетки.

Какую роль играет эпигенетика в старении? Вернёмся к факторам Яманаки и опытам Бельмонте. Что сделал Бельмонте? Он взял факторы Яманаки и с какой-то периодичностью включал их у мышей, тем самым продлив им жизнь на 33% или 50%. Факторы Яманаки — это просто методы, которые откатывают назад эпигенетику к более молодому состоянию. Точно так же, как старая клетка становится опять молодой с помощью эпигенетического отката в случае с яйцеклеткой. Бельмонте подобрал такой режим, что эта эпигенетика откатывается лишь на некоторый период. У мышей, наверное, на несколько дней. И он показал, что все другие биомаркеры старения у этих мышей одновременно улучшались, например металлопротеиназы, интерлейкин-6 (фактор воспаления). У них улучшалось митохондриальное дыхание. Соответственно, с помощью эпигенетического обратного программирования мы можем увеличить и количество свободных форм кислорода.

Вопрос из зала: Ты, наверное, оговорился, ты сказал — эпигенетический откат на несколько дней, но, наверное, на несколько месяцев?

Нет, у мышей они откатывались на несколько дней. Надо было каждую неделю на два дня включать эти факторы. Так как мыши все равно старели, хоть и чуть-чуть медленнее, мы понимаем, что каждые семь дней откатывать назад — это недостаточно. Нам надо откатывать либо чаще, либо как-то по-другому. После каждого отката система обратно возвращается довольно быстро, она «заточена» на то, чтобы гарантированно отжить тот срок, который в ней заложен, и при откате она очень быстро восстанавливает тот эпигенетический профиль, который у неё центрально где-то в мозге или в гипоталамусе заложен. Поэтому я думаю, что надо было эти факторы активировать чаще, — может быть не два дня подряд, а один день, но, допустим, повторять процедуру каждые два-три дня. Из опыта работы с гемопоэтическими (кроветворными) клетками моего отца (Владислав Дейгин), мы знаем, что клеточные колонии созревают от восьми до двенадцати дней. И часто если мы что-то активируем, то буквально за пару дней после того, как мы прекращаем активацию, все откатывается к изначальным уровням. И это у человека, у мышей это, наверное, ещё быстрее происходит. Я думаю, что тот откат, который мы наблюдаем с факторами Яманаки, длился где-то пару дней. Если бы он длился дольше, то, активируя каждую неделю эти гены, мы бы продлили им жизнь гораздо больше. Если мы каждые семь дней откатываем на два дня назад, все равно оставшиеся пять дней программа идёт вперёд. И если бы мы хотели её откатить намного дольше или прекратить, то нам надо было бы это делать чаще.

Вопрос из зала: Измеряли ли уровень гормонов в эксперименте на мышах?

Да, измеряли регуляторы, которые наш гипоталамус с гипофизом выделяют, были такие исследования. И было даже исследование о том, что NF-kB-фактор воспаления ответственен за то, что со временем гипоталамус «идёт вразнос», и если снизить этот фактор воспаления, то у мышей это приводило к двадцатипроцентному увеличению продолжительности жизни. Это ещё раз подтверждает гипотезу, что гипоталамус играет какую-то контролирующую роль в старении организма. Он, скорее всего, является тем дирижёром, который говорит эпигенетике, что делать.

Вопрос из зала: А в опытах Бельмонте замеряли уровень гормонов?

Нет, Бельмонте просто измерял те показатели, которые изменялись у этих мышей. Он видел, что они достоверно становятся моложе. Он видел, что одной мышке двенадцать недель и другой — двенадцать недель, но первая (с факторами Яманаки) гораздо моложе, чем мышка без них. Он не искал другие регуляторы.

С помощью эпигенетического отката мы получаем улучшение сразу очень большого количества параметров старения (мы раньше пытались влиять на каждый по отдельности), это нам лишний раз доказывает, как важна роль эпигенетики в старении. Когда мы откатываем эпигенетический возраст, наши теломеры тоже удлиняются (как и в той терапии с помощью гена теломеразы, которую использовала Мария Бласко (María Blasco Marhuenda), а потом на себе тестировала Лиз Перриш (Liz Parrish)). Такой же, как и в терапии теломеразой, положительный эффект мы получаем с помощью эпигенетики — но только сразу. Нам не нужно отдельно десять разных терапий старения. Если мы действительно научимся контролировать программу старения, то все, что нам надо будет — это научиться откатывать эту программу назад.

Чем обусловлено старение? Программой или, может быть, какими-то случайными несчастливыми совпадениями, из-за которых все одновременно в восемьдесят лет выглядят одинаково (как считают сторонники незапрограммированного старения)? Я, конечно, считаю, что старение запрограммировано, и что эпигенетика — это одна из важнейших исполнителей этой программы. Программа старения закодирована в ДНК, а выполняется эта программа с помощью эпигенетики. Одни гены включаются с возрастом, другие выключаются, и скорее всего над всем этим стоит гипоталамус с гипофизом, которые, исходя из циркадных ритмов, говорят, сколько времени прошло, и какие гены включать и выключать. Соответственно, часы метилирования являются тем биомаркером этой программы, который нам говорит, какой у нас биологический возраст.

Если старение — это программа, и если эпигенетика — это её ключевой механизм имплементации, то чтобы нам эту программу взломать, очень хорошо было бы научиться эпигенетические часы переводить назад. Как я считаю, Бельмонте в своих опытах сделал именно это. С помощью факторов Яманаки он научился эпигенетические часы откатывать назад на несколько дней. Этого не достаточно для того, чтобы можно было полностью остановить старение, но достаточно для того, чтобы показать, что на какое-то количество дней мы периодически можем старение откатывать.

Нам надо вернуться к первоначальным двадцати четырём факторам Яманаки, найти в них более щадящие, которые не полностью «сносят» эпигенетику, не откатывают нас в эмбриональное состояние, которые оставляют клетку в том дифференцированном состоянии, в котором она была. Нельзя, чтобы клетка кожи превратилась в стволовую, потому что тогда возникнет рак и много чего плохого. Дальше нам надо подобрать, помимо режима дозирования, ещё и носитель, в который эти факторы надо будет встраивать. Интересно, что мышей с этими факторами, у которых уже запрограммирована эта «кассета», которую можно включать и выключать, давая им доксициклин, можно купить в Jackson Laboratory. Так что любой желающий может поставить этот эксперимент. Все что вам нужно — это купить для этих мышей доксициклин, и пожалуйста, экспериментируйте, ищите режим дозирования, который продлит жизнь мышам максимально. Это любая лаборатория может сделать.

Как замедлить часы и можно ли это сделать? Хорват провёл исследование по поводу того, какие интервенции обычно ассоциируются с замедлением часов, и увидел довольно интересные вещи. Например, он установил, что употребление алкоголя и спорт примерно одинаково «положительно» влияют на эти эпигенетические часы (положительно — значит, что они замедляются, и вы живете дольше). «Хороший» холестерин высокой плотности тоже коррелирует со снижением эпигенетического возраста. Тут стоит предупредить, что, так как эпигенетические часы неидеальны, эти корреляции ещё не означают, что если вы резко начнёте пить и заниматься спортом, то у вас снизится риск смертности. У вас может снизиться какой-то маркер эпигенетического возраста, который коррелировал именно с этими интервенциями. Но это совершенно не обязательно будет давать вам положительный эффект в целом. Пока мы только начинаем нащупывать что-то, что нам в конечном итоге пригодится в качестве универсального биомаркера. Тут ничего удивительного нет. Если повышен инсулин, это повышает наш биологический возраст. Мы становимся старше, и риск смертности повышается. Точно так же с С-реактивным протеином (это — фактор воспаления), с триглицеридами, с систолическим давлением (давление очень важно в корреляции со смертностью). И наоборот, почему-то употребление и курицы и рыбы «положительно» коррелирует с эпигенетическим возрастом (замедляет старение). Так что те, кто говорит, что нам нельзя есть курицу, потому что там метионин  — неправы (по крайней мере, у Хорвата в корреляции это не было выявлено). Из приведённых исследований можно также сделать несколько неоднозначных выводов относительно полезности тех или иных интервенций. Например, гамма-токоферол (это один из видов витамина Е), коррелирует очень сильно отрицательно (ускоряет старение), а другая форма — альфа-токоферол, коррелирует положительно. Вывод — с витамином E надо поосторожнее.

Ключевой вопрос — это как вообще перестать стареть. И пока мы не можем на него ответить, и нет никаких рецептов по радикальному продлению жизни. Их надо срочно искать, иначе мы до них не доживём, не дождёмся и все помрём. А главная проблема в борьбе со старением — это то, что на её исследование учёным не хватает денег. На изображении 11 сравниваются затраты на какие-то достаточно тривиальные вещи (типа Хеллоуина) и на борьбу со старением.

Изображение 11 — Сравнение трат на старение и на «прочую чепуху»
Изображение 11 — Сравнение трат на старение и на «прочую чепуху».

Американцы каждый год тратят семь миллиардов долларов на Хэллоуин, а ведущие институты по борьбе со старением по сравнению с этим получают просто сущие копейки. Годовой бюджет того института, где работает Бельмонте — сто миллионов долларов, в десять раз меньше того, что американцы тратят на Хэллоуин. Проблема в том, что общество с этим нормально живёт и не кричит на каждом углу «что вы делаете, почему вы на Хэллоуин тратите столько денег, а на кардинальную проблему вашей жизни, проблему смерти, не тратите ничего». Наверное, проблема в том, что люди не понимают, в чем важность, у них нет этого общественного запроса, с которым они бы пошли к политикам, бизнесменам или кому угодно, и требовали бы, чтобы общество тратило деньги на выявление механизмов старения, и на то, чтобы потом найти способ борьбы с этими механизмами. Нам надо это общество разбудить, сказать «просыпайтесь, мы смертельно больны, нам нужно срочно с этим что-то делать, иначе не только вы или ваши родители до этого не доживут, но и ваши дети будут обречены точно так же умирать, когда это делать уже в современном обществе даже как-то стыдно». Мне кажется, через пятьдесят лет проблема старения будет решена, но она уже может быть решена и через двадцать, если активно включиться в эти исследования и широким фронтом учёных начать искать способы борьбы, которые уже примерно вырисовываются. Но учёные делают это медленно. Пока они найдут себе финансирование, они месяцы потратят на написание заявок на гранты вместо того, чтобы делать что-то полезное. Соответственно, если мы не изменим общество так, чтобы оно активно во все это включилось, никаких двадцати лет нам не видать, дай бог до пятидесяти дожить.

.
Комментарии