Старение – это одна из немногих «болезней» человека, у которых до сих пор не разгадан механизм.
– У нас отсутствует комплексное понимание этого механизма, – уточняет академик РАН, ректор РНИИМУ им. Н.И. Пирогова Сергей ЛУКЬЯНОВ. – Но тем и интересней, – ведь это вызов для ученых всего мира.
Наивные и «нехорошие» Т-клетки
Лукьянов, по его словам, сосредоточился в поиске ответа на сложной иммунной системе, присущей высшим животным и человеку: именно в ней происходят яркие изменения, именно ей присуща огромная индивидуализация.
По словам ученого, одновременно с тем, что у человека за всю его жизнь накапливаются Т-клетки памяти, защищающие его от всех перенесенных ранее болезней, в его организме снижается количество так называемых наивных Т-клеток, активно образующихся до 20 лет в вилочковой железе (тимусе) и не имевших ранее контакта с патогенами. Наивные Т-клетки обладают большим потенциалом в борьбе с новыми вирусами и раковыми клетками. С возрастом их количество уменьшается, отчего пожилые люди становятся очень чувствительными к новым инфекциям.
Но есть и исключения: особенностью тех, кто перешагнул за 90 и 100-летний рубеж, является, по словам Лукьянова, именно их иммунный статус, соответствующий статусу людей среднего возраста, у которых еще генерируются более сильные наивные Т-клетки.
– Мы попытались понять, как аналогичная система работает у других животных, – говорит Лукьянов. – Например, у слепыша или голого землекопа – грызунов, которые в отличие от своих собратьев – мышей живут в 10 раз дольше, наивные клетки генерируются все время, а вот клетки памяти отсутствуют, и это позволяет им дольше существовать.
Дальше, по словам Лукьянова, ученые глубоко исследовали состав тех самых Т-клеток памяти, которые всю жизнь сопровождают и мышей, и человека. Оказалось, что они иногда становятся плохо управляемыми!
– Общая концепция наша такова: наш сложный иммунитет, принимающий решения по уничтожению многочисленных инфекций, сопротивляющийся онкологии, может принимать не совсем корректные решения (то есть, направлять свою «защитную» реакцию не в то русло), – говорит академик. – Нельзя называть их действия ошибочными (это были бы уже аутоиммунные реакции). Но такие неточные решения с возрастом накапливаются и создают характерную для пожилых людей провоспалительную среду. Это неспецифические воспаления (без какой-то явной патологии), которые просто делают людей более «хрупкими». В настоящее время ученые ищут пути вычленения таких «нехороших» Т-клеток.
Медуза покажет путь к долголетию?
Заведующий кафедрой генетики биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, академик Евгений РОГАЕВ рассказал о генетических исследованиях процесса старения.
– Когда мы говорим о продолжительности жизни, надо разделять среднюю и максимальную продолжительность, – говорит Рогаев. – Средняя продолжительность жизни в популяции у нас постоянно растет, а вот, что касается максимальной, совершенно очевидно, что тут существует видовой барьер. Замечено, что организмы с высоким метаболизмом живут меньше, с меньшим — больше, животные достигающие большого размера также живут дольше. И у последних находят отдельные механизмы, продлевающие их жизнь. Например, у слона – больше копий гена, ответственного за устойчивость к раку.
Но общий геномный механизм видового ограничения жизни до сих пор неизвестен. Генетические факторы, по словам ученого, играют довольно ограниченную роль в выживаемости человека до 60 лет. Затем, для достижения более позднего возраста, значение генетики растёт. Исследования группы Рогаева направлены на изучение долгожителей России и выявление генов и генетических вариантов, которые позволяют дожить до 100 лет и более. Причем, задача не столько определить какие же гены отвечают за способность дожить до 100 лет, сколько найти молекулярные механизмы, ответственные за защиту от болезней пожилого возраста, таких как атеросклероз, рак, болезнь Альцгеймера и другие деменции.
В России – несколько тысяч столетних граждан. В рамках одной из программ ученые изучили полные геномы сотни таких человек и предположили, что у многих долгожительство может быть связано с редчайшими генетическими вариантами.
– Также, мы обратили внимание на ген AроE, – говорит Рогаев. Этот ген кодирует белок, ответственный за транспорт липидов. – У большинства людей в геноме присутствует его разновидность АроЕ3. Частота другого генетического варианта ApoE4 – около 10% во многих европейских популяциях, в том числе, у русских. Оказалось, что в группе 100-летних частота встречаемости ApoE4 существенно снижена, по сравнению с популяционной, в то время как третий вариант АроЕ2, у долгожителей встречается чаще, чем в популяции. То есть, делаем вывод, что АроЕ2 может играть роль защиты от старческих болезней.
Кстати, ApoE4 является фактором риска болезни Альцгеймера, и считается, что присутствие варианта ApoE2 как раз и защищает пожилых людей от этого заболевания. В общем, ApoE – это потенциальная мишень для разработки терапии, в том числе генной терапии болезни Альцгеймера.
Кроме того, по словам академика, ученые пытаются «нащупать» эпигенетический механизм воздействия на продолжительность жизни. То есть, механизм, отличный от мутаций, которым человек может манипулировать. Как? Увеличением физической нагрузки, изменением состава питания, определенными лекарствами.
– Мы пытаемся провести мостик между этими методами и молекулярным уровнем, – говорит Евгений Рогаев. – К примеру, интересно будет узнать, какой уровень физической нагрузки – аэробный или анаэробный, какие именно продукты будут полезней для продления жизни и регуляции генов полезных для здоровья и здорового долголетия.
Ученый также рассказал о еще одном уникальном проекте, который осуществляет его лаборатория – исследовании так называемой «бессмертной» медузы Тurritopsis dorhnii.
Биологи давно обратили внимание на этот организм, который разворачивает своё развитие вспять. Прямое развитие – от полипа к медузе и обратно – от медузы к полипу. Если обычные живые существа сначала рождаются, затем созревают, размножаются и в конце концов умирают, то «бессмертная» медуза в конце каждого полного цикла развития снова повторяет свой жизненный цикл. Получается, что это существо разгадало тайну геномного репрограммирования!
– Считалось, что медузу Тurritopsis dorhnii невозможно культивировать в лабораторных условиях, – рассказывает руководитель проекта. – Но нам это впервые удалось. На самом деле, несмотря на ее название – «бессмертная», медуза очень хрупкая, – чтобы сохранить ее в условиях лаборатории, нам приходится кормить ее живыми креветками и устричным маслом. В итоге получено уже несколько жизненных циклов этого живого существа.
