Aging Is Reversible–at Least in Human Cells and Live Mice
Nowe badania sugerują, że możliwe jest spowolnienie lub nawet odwrócenie procesu starzenia, przynajmniej u myszy, poprzez cofnięcie zmian w aktywności genów – te same rodzaje zmian, które są spowodowane przez dziesięciolecia życia u ludzi.
Poprawiając geny, które zmieniają dorosłe komórki z powrotem w embrionalne, badacze z Salk Institute for Biological Studies odwrócili starzenie się mysich i ludzkich komórek in vitro, przedłużyli życie myszy z przyspieszonym starzeniem się i skutecznie promowali powrót do zdrowia po urazie u myszy w średnim wieku, zgodnie z badaniami opublikowanymi w czwartek w Cell.
The badania dodaje wagi do argumentu naukowego, że starzenie się jest w dużej mierze proces tzw epigenetyczne zmiany, zmiany, które sprawiają, że geny bardziej aktywne lub mniej tak. W ciągu życia komórka-aktywność regulatorów dostać dodane lub usunięte z genów. U ludzi zmiany te mogą być spowodowane paleniem tytoniu, zanieczyszczeniem środowiska lub innymi czynnikami środowiskowymi – co powoduje zwiększenie lub zmniejszenie aktywności genów. W miarę gromadzenia się tych zmian nasze mięśnie słabną, nasze umysły zwalniają i stajemy się bardziej podatni na choroby.
Nowe badanie sugeruje możliwość odwrócenia przynajmniej niektórych z tych zmian, a naukowcy uważają, że proces ten może w końcu zadziałać u żywych ludzi. „Starzenie się jest czymś plastycznym, czym możemy manipulować,” mówi Juan Carlos Izpisua Belmonte, starszy autor badania i ekspert w dziedzinie ekspresji genów w Salk. W swoim badaniu Belmonte i jego koledzy odmłodzili komórki poprzez włączenie, na krótki okres czasu, czterech genów, które mają zdolność do przekształcania dorosłych komórek z powrotem w stan podobny do embrionalnego.
W żywych myszach aktywowali te cztery geny (znane jako „czynniki Yamanaka”, dla badacza Shinya Yamanaka, noblisty, który odkrył ich połączony potencjał w 2006 roku). Takie podejście odmłodziło uszkodzone mięśnie i trzustkę u myszy w średnim wieku, a także przedłużyło o 30 procent długość życia myszy z mutacją genetyczną odpowiedzialną za zespół progerii Hutchinsona-Gilforda, który powoduje szybkie starzenie się u dzieci.
Ponieważ czynniki Yamanaka odwracają zmiany dokonane w regulatorach genów, niektórzy naukowcy widzą to badanie jako kolejny dowód na to, że starzenie się jest napędzane przez zmiany epigenetyczne. „Myślę, że epigenetyczne przeprogramowanie jest ostatecznym sposobem, aby odwrócić starzenie się,” mówi David Sinclair, genetyk Uniwersytetu Harvarda i anti-aging badacz, który nie był zaangażowany w badania, ale robi podobną pracę. „Moje laboratorium ma wiele dowodów na to, że głównym motorem tego, co nazywamy cechami charakterystycznymi starzenia się, jest zmiana epigenetyczna”. Sinclair mówi, że jego laboratorium przygotowuje papier wyjaśniający, co powoduje te zmiany, gdy się starzejemy.
Badanie Salk przeprowadzono na myszach w średnim wieku. Ale w teorii, przeprogramowanie epigenetyki powinno działać na myszach i ludziach w każdym wieku, mówi pierwszy autor Alejandro Ocampo, dodając, że nawet komórki ludzkich stulatków mogłyby w końcu zostać odmłodzone. On i Belmonte mówią, że uważają, że mogą poprawić wydajność i wyniki techniki przy dalszych badaniach – i że mogą cofnąć zmiany epigenetyczne odpowiedzialne za starzenie się, używając łatwiejszych w obsłudze substancji chemicznych zamiast czynników Yamanaka, mając nadzieję, że zmierzają w kierunku możliwości leczenia ludzi.
Matt Kaeberlein, biolog molekularny z University of Washington, który bada starzenie się, ale nie był częścią pracy, mówi, że inni badacze odkryli, że czynniki Yamanaka mogą odmłodzić komórki – więc pod pewnymi względami to badanie nie jest zaskakujące. Ale Kaeberlein mówi, że nikt inny jeszcze nie wykazał, że czynniki te mogą leczyć choroby związane z wiekiem u zwierząt poprzez wprowadzanie tych samych zmian. To jest czynnik „wow”, wyjaśnia.
Kaeberlein mówi, że badanie sugeruje, że może być możliwe nie tylko spowolnienie starzenia się, ale także jego odwrócenie. „To naprawdę ekscytujące – oznacza to, że nawet u osób starszych może być możliwe przywrócenie młodzieńczych funkcji,” mówi. Ponadto łatwiej jest wyobrazić sobie leczenie, które wprowadza zmiany w epigenomie, niż rozważać wejście do każdej komórki i zmianę jej genów. On również zauważa, że wyniki nowego badania są bardzo podobne do tych widzianych, gdy komórki starzejące się – te, które straciły funkcję z powodu starzenia się – są usuwane z organizmu. Nie jest jeszcze jasne, mówi, czy „jest to kolejny sposób, aby wyłączyć lub może przeprogramować komórek starzejących się.”
Manuel Serrano, ekspert w dziedzinie starzenia się w hiszpańskim Narodowym Centrum Badań nad Rakiem w Madrycie, nie był związany z nowymi badaniami, ale mówi, że jest pod wrażeniem badania i jego wyników. „W pełni zgadzam się z wnioskami. Ta praca wskazuje, że przesunięcie epigenetyczne jest częściowo odpowiedzialne za starzenie się, a przeprogramowanie może skorygować te błędy epigenetyczne,” napisał w e-mailu. „To będzie podstawa dla przyszłych ekscytujących osiągnięć.”
Badanie pokazało również, jak cienka może być linia między korzyścią a szkodą. Kiedy badacze traktowali myszy w sposób ciągły, niektóre rozwijały guzy i umierały w ciągu tygodnia. Kiedy jednak naukowcy skrócili leczenie do dwóch dni z siedmiu, myszy odniosły znaczne korzyści. Sinclair mówi, że powinno to być traktowane jako uwaga ostrożności przez każdego, kto próbuje zwiększyć długość ludzkiego życia. „Wszyscy igramy z ogniem”, mówi, dodając, że ta cienka linia sprawi, że trudno będzie uzyskać lek zatwierdzony przez agencje regulacyjne. „To będzie to, na czym spędzimy następne 10 lat, zastanawiając się: jak przeprogramować komórki, aby znów były młode, nie posuwając się za daleko, aby nie stały się nowotworami.”
Zarówno Sinclair, jak i Kaeberlein mówią, że chcieliby, aby laboratorium Belmonte’a pokazało, że normalna mysz może żyć dłużej po majstrowaniu przy genach – zamiast tylko odwracać chorobę związaną ze starzeniem się.
Belmonte, jak niektórzy inni badacze anti-aging, mówi, że jego początkowym celem jest zwiększenie „rozpiętości zdrowia”-liczby lat, w których ktoś pozostaje zdrowy. Przedłużenie życia, liczba lat, które ktoś pozostaje przy życiu, prawdopodobnie potrwa dłużej, aby osiągnąć. Większość głównych zabójców, w tym choroby serca, rak i choroba Alzheimera, to choroby związane ze starzeniem się, które stają się o wiele bardziej powszechne w średnim wieku. „To nie jest tylko kwestia tego, ile lat możemy żyć, ale jak dobrze możemy żyć przez resztę naszego życia,” mówi Ocampo.
Belmonte mówi, że jego zespół próbuje również określić, czy starzenie się jest procesem, który występuje jednocześnie w całym organizmie. Lub, jak to ujął, „Czy istnieje jakaś tkanka, która reguluje starzenie się, a kiedy to się psuje, cały organizm się psuje?”. On mówi, że obecnie uważają, że podwzgórze mózgu znany jako siedziba kontroli hormonów, temperatury ciała, nastroju, głodu i rytmów okołodobowych-może również działać jako regulator starzenia.
Inne podejścia, które zostały odkryte, aby mieć anti-aging korzyści u zwierząt obejmują ograniczenie kalorii, lek rapamycyna i parabiosis-praktyka dając stare myszy dostaw krwi z młodszych. Fakt, że te zróżnicowane strategie wszystkie wydają się działać sugeruje, że może być więcej niż jeden sposób na starzenie się, i że wiele uzupełniających się terapii może być potrzebne do znacznego przedłużenia długowieczności, Kaeberlein mówi.
Niektóre związki, takie jak resweratrol, substancja znaleziona w czerwonym winie, które wydaje się mieć właściwości przeciwstarzeniowe w wysokich stężeniach, wydają się opóźniać zmiany epigenetyczne i chronić przed uszkodzeniami z epigenetycznego pogorszenia, Sinclair mówi. Te podejścia mogą odwrócić niektóre aspekty starzenia się, takie jak degeneracja mięśni, ale starzenie się wraca, gdy leczenie zatrzymuje się, dodaje. Z podejściem, jak jeden Belmonte określa w nowym badaniu, teoretycznie „można mieć jeden zabieg i cofnąć 10 lub 20 lat,” mówi. Jeśli starzenie się zaczyna doganiać cię ponownie, po prostu dostajesz kolejne leczenie.
„Ta praca jest pierwszym przebłyskiem, że moglibyśmy żyć przez wieki”, mówi Sinclair, dodając, że chętnie zrobiłby to sam: „Czterdzieści siedem lat minęło dość szybko”
.