Наука долголетия. Какие технологии могут продлить жизнь

Мировой рынок борьбы со старением составляет $ 110 млрд., а по прогнозам Bank of America к 2025 году он вырастет до $ 610 млрд. Сотни компаний ежегодно вкладывают большие деньги в разработки, которые должны замедлить старение или устранить его последствия: от исследования стволовых клеток и сенолитиков до предотвращения болезней Альцгеймера и Паркинсона. В 2021 г. компания Human Longevity из Сан-Диего привлекла $ 330 млн инвестиций на разработку технологии, которая по индивидуальным генетическим данным человека будет формировать рекомендации для увеличения его продолжительности жизни. Компания Elysium Health из Нью-Йорка привлекла более $ 70 млн для превращения научных достижений в потребительские товары. Ее последний продукт представляет пищевую добавку для оздоровления клеточного старения. В некоторых странах даже созданы политические партии, которые оказывают поддержку прогрессу в области продления жизни, например, трансгуманистическая партия США. Но есть ли реальные научные достижения в этой области?

В основе бизнеса, построенного на старении, лежит предположение, что этот процесс можно замедлить. На первый взгляд, это кажется правдоподобным. По сравнению с прошлыми поколениями мы стали жить дольше: с середины 1800-х годов максимальная продолжительность жизни человека увеличивается на 3 месяца каждый год. Но летом 2021 г. британский научный журнал Nature Communications опубликовал статью международной группы ученых, согласно которой скорость старения человека не меняется и пока не может быть замедлена из-за биологических ограничений и отсутствия методов их преодолеть. Под скоростью старения понимают скорость, с которой смертность увеличивается с возрастом. Ученые сравнили возраста смерти людей разных исторических эпох и разных национальностей, а также 6 родов приматов, как диких, так и содержащихся в неволе. Оказалось, что скорость старения человека и животных достаточно постоянна с небольшими различиями между популяциями.

Темп старения человека не изменился с 1800-х гг., но сейчас люди живут дольше из-за социальных, экономических улучшений и достижений здравоохранения. Раньше же были сложные бытовые, трудовые условия и отсутствовал доступ к медицине. В результате многие люди умирали молодыми. Дальнейшее существенное увеличение продолжительности жизни человека будет зависеть от того, появятся ли технологии, которые смогут замедлить скорость старения, а именно снизить смертность в пожилом возрасте.

Лекарство от старости

«Таблетку от старости» до сих пор не изобрели, потому что само старение не признано болезнью. Ученые до сих пор не могут прийти к единому мнению по этому вопросу, разделяясь на два лагеря: одни призывают признать старение болезнью и начать лечить, другие считают его естественным процессом, так как с ним с возрастом сталкиваются все. И те и другие пока не смогли однозначно доказать свою точку зрения. Если само старение не считается болезнью, то и не могут быть проведены клинические испытания лекарств от старения. Ведь лекарство разрабатывается для лечения какого-то заболевания. И перед тем, как препарат поступит на полки аптеки, он проходит череду серьезных исследований, разработанных по определенным правилам и нормам. В ходе этого определяется эффективность и безопасность лекарства. 

Сейчас есть исследования влияния различных методов и веществ на старение животных, но нет серьезных исследований похожего процесса у людей. На многих живых организмах, от дрожжей до приматов, было показано, что ограничение калорий в пище увеличивает их продолжительность жизни. Например, у простых пивных дрожжей, питающихся при отсутствии доступа воздуха только углеводами, снижение в среде глюкозы с 2% до 0,5% увеличивает продолжительность жизни на 25%. Сначала этот эффект объясняли снижением количества побочных продуктов в клетках при потреблении меньшего количества питательных веществ: меньше еды — меньше мусора. Но затем обнаружили, что увеличение продолжительности жизни происходит за счет снижения избыточной смертности от ожирения. Эффект ограничения калорий у людей попытались проверить в 2019 году и даже обнаружили снижение факторов риска развития сердечно-сосудистых заболеваний при такой диете. Но это исследование длилось всего 2 года, за которые нельзя сделать вывод о влиянии на продолжительность жизни. Кроме того, 143 людям в изучаемой группе рекомендовали снизить потребление калорий на 25%, но это оказалось слишком сложным для большинства из них и среднее снижение калорий в этой группе за 2 года составило лишь 12%. 

Исследования известных уже в достаточно широких кругах биохакеров препаратов метформин и рапамицин, которые имитируют ограничение калорий на клеточном уровне, тоже не достаточны для однозначных выводов. Метформин применяется для лечения диабета второго типа, а рапамицин является иммунодепрессантом, который используется для предотвращения отторжения органа после пересадки. И их эффективность в отношении этих заболеваний была проверена и доказана в клинических исследованиях, но в отношении старения серьезных исследований нет. Поэтому самостоятельный прием этих препаратов без показаний может привести к негативным последствиям. То же самое касается и так называемых сенолитиков. Это препараты, которые способны запускать гибель старых клеток. Уничтожение старых клеток позволяет избавиться не только от неработающих клеток, но и от тех, которые работают на формирование новообразований в опухоль из-за накопленных «ошибок» в ДНК. Большинство из сенолитиков прошли испытания как противоопухолевые препараты, но не как препараты от старения.

Старческие заболевания

Хотя само старение не признано болезнью, можно разрабатывать лекарства для лечения так называемых старческих заболеваний. Это такие заболевания, частота которых возрастает в старости и которые часто становятся причиной смерти людей пожилого возраста. К ним относятся многие типы рака, нейродегенеративные заболевания, например болезнь Альцгеймера и Паркинсона, сердечно-сосудистые заболевания, атеросклероз, диабет 2-го типа. 

В науке о старении существует так называемая стратегия достижения пренебрежимого старения инженерными методами (SENS). Этот термин был придуман геронтологом с противоречивой репутацией Обри ди Греем для обозначения технологий, направленных на устранение первопричин возрастных заболеваний по 7 направлениям: обезвреживание раковых мутаций, устранение мутаций в ДНК митохондрий, очищение клеток от накапливаемых ненужных веществ, удаление межклеточных отходов, замена поврежденных клеток, удаление неправильно работающих клеток, замена межклеточных полимерных связей. При решении этих проблем будет достигнуто пренебрежимое старение, когда риск умереть будет постоянен в течение жизни, а не увеличиваться с возрастом. Ди Грей считает, что, даже не зная фундаментальных причин старения, можно резко замедлить его и сделать пренебрежимым. Однако большинство ученых не верят в успех этой стратегии при современном уровне понимания причин старения и развития медицинских технологий. Мы просто не имеем в настоящее время знаний и методов, чтобы сделать это.

В борьбе со старческими заболеваниями уже попытались применить трансплантацию с использованием донорских органов животных. Так, в январе 2022 года врачи из США объявили о первой пересадке сердца свиньи человеку. 57-летний американец Дэвид Беннет-старший страдал от неизлечимой сердечной недостаточности и согласился на экспериментальную операцию после того, как его несколько раз отказались вносить в список ожидания на получение сердца от донора-человека. Ему пересадили сердце от генетически модифицированной свиньи, созданной биотехнологической компанией Revivicor. В геном этого животного внесли такие изменения, которые способствовали меньшему отторжению у человека. Но спустя два месяца после новаторской трансплантации мужчина умер. Причина смерти пока неизвестна, и неясно, отторгло ли тело Беннета-старшего свиное сердце. Первоначально ксенотрансплантация (межвидовая трансплантация) Беннета была признана успешной. В течение месяца после операции его организм не отвергал животный орган. Этот срок считается критическим для пациентов, перенесших пересадку. После тщательного анализа результаты посмертного обследования будут опубликованы в рецензируемом медицинском журнале.

А что же с генной терапией, которая в последнее время активно развивается? Процесс старения сложен и недостаточно изучен, поэтому на создание генно-терапевтического препарата от старения в ближайшем будущем надежды мало. Эта область сейчас развивается в сторону разработки препаратов для лечения таких заболеваний, для которых установлена причина в виде конкретного генетического нарушения (и желательно одного). Например, в 2019 г. был одобрен в США, а два года спустя и в России генно-терапевтический препарат Золгенсма для лечения спинальной мышечной атрофии первого типа у детей, став самым дорогим препаратом в мире (цена одной дозы составляет $ 2 млн). Для этого заболевания известна причина: мутации в гене SMN1. Поэтому стала возможна разработка этого препарата, заменяющего неработающий ген. 

Внутреннее старение и внешние его проявления сильно связаны. Традиционно считается, что морщины и лишний вес являются непременными спутниками старости. Ученые активно ищут генетические варианты, которые бы определяли изменения кожи при старении. И одним из направлений поиска стали генетические исследования жителей Азии, которые часто выглядят моложе европейцев того же возраста. Но несмотря на то, что были выявлены определенные генетические варианты, отличающиеся у европейцев и азиатов, до сих пор причина более молодого внешнего вида последних не была определена. Большинство ученых считают, что дело в строении и форме лица. Большее содержание подкожного жира вокруг глаз и рта предотвращает появление морщин в этих областях. 

Набор веса после 40 лет в течение долгого времени объяснялся замедлением обмена веществ в этом возрасте. Но в исследовании, опубликованном в прошлом году в научном журнале Science, было доказано, что это не так. Ну, во всяком случае, до 60 лет. Исследователи изучили данные 6400 человек в возрасте от 8 дней до 95 лет из 29 стран мира. Им давали пить воду, в которой часть водорода и кислорода заменили на их меченые разновидности (атомы с радиоактивной меткой), которые можно обнаружить, например, в моче и рассчитать, сколько водорода и кислорода человек теряет в день. А уже после с помощью этих данных рассчитать, сколько углекислого газа вырабатывает организм. Это очень точный показатель сжигаемых калорий, потому что человек не может сжигать калории, не выделяя при этом углекислый газ. Ученые обнаружили, что пик метаболизма приходится на возраст 1 год, когда дети сжигают калории на 50% быстрее, чем взрослые, а затем постепенно этот показатель снижается примерно на 3% в год до 20 лет. После этого обмен веществ не изменяется примерно до 60 лет, когда он снова начинает медленно снижаться на 1% ежегодно. 

Механизм старения до сих пор не известен, а само оно не признано заболеванием, реалистичные перспективы увеличить продолжительность жизни человека касаются методов снижения смертности от старческих заболеваний. Именно в этом направлении работает большинство ученых и именно в этой области возможен прогресс.