Продолжаем тему: У Лиз Пэрриш, изменившей свои гены, могут помолодеть кожа и кости
Известный ученый-геронтолог рассказал о тонкостях и последствиях генной терапии, с помощью которой проводится нашумевший эксперимент по омоложению человека
Анна ДОБРЮХА
Элизабет Пэрриш решилась на введение ей в вену генетического материала
Напомним, около двух месяцев назад мир облетела новость: американская исследовательница Элизабет Пэрриш решилась на введение ей в вену генетического материала, который должен проникнуть внутрь ядра каждой клетки и запустить изменения, омолаживающие организм. «КП» стала первым российским СМИ, которому отважная испытательница дала откровенное интервью.
Наша публикация собрала огромное количество откликов и в то же время вызвала море вопросов. Чтобы разобраться в самых спорных моментах и подробнее узнать о генной терапии, которая может привести к настоящей революции в медицине и даже знаменовать новый этап эволюции человека, мы встретились с одним из ведущих экспертов по генетике старения и долголетия. Ученый-геронтолог Алексей Москалев - автор научно-популярного бестселлера «120 лет жизни - только начало. Как победить старение?», доктор биологических наук, заведующий лабораториями Института биологии Коми и Московского Физтеха.
А БЫЛ ЛИ МАЛЬЧИК?
- Алексей, первым делом многие читатели задались вопросом из серии «А был ли мальчик?»: правда ли, что Элизабет ввели в вену именно уникальный генетический материал, а не, скажем, раствор глюкозы? Это реально проверить?
- При генной терапии в организм вводится определенный вирус (в случае Лиз это так называемый аденоассоциированный вирус, AAV, который «вычищен», то есть лишен способности переносить болезнь. - Авт .). В этот вирус внедрен вектор, то есть последовательность ДНК, которая встраивается в геном человека. Соответственно, данный вектор имеет свойственные ему признаки, маркеры, и в случае встройки в геном их можно выявить.
- Элизабет рассказала нам в интервью, что дала согласие на доступ к образцам своей крови и всех тканей организма любому научно-исследовательскому учреждению, которое захочет их изучить. Этого достаточно для «проверочных» анализов?
- Да, вполне. Маркеры введенного вектора с генетическим материалом можно определить методом ПЦР-анализа образца ткани или крови.
КАК ЛЕЧЕНИЕ ПОВЛИЯЕТ НА МОЗГ
В ходе эксперимента ученые и врачи ставят задачу активировать в организме Лиз теломеразу. Это фермент, отвечающий за восстановление длины теломер, то есть концов хромосом, которые обеспечивают целостность и стабильность нашей ДНК. Известно, что с возрастом теломеры укорачиваются, клетка становится менее защищенной, и появляются мутации, которые наряду с другими факторами могут привести к развитию рака и других опасных возрастных болезней. «В то же время неоднократные испытания на мышах показали, что стимулирование гена теломеразы ведет к омоложению клеток всех тканей организма», - рассказала мисс Пэрриш в интервью «КП».
- Алексей, вы давно изучаете генетику старения и долголетия, как по-вашему: если терапия сработает, то какие самые заметные изменения могут быть?
- Прежде всего надо иметь в виду, что вопрос о значении теломер и восстановления их длины для омоложения до сих пор остается дискуссионным. Второй важный момент заключается в том, что удлинение теломер играет ключевую роль для тканей с быстро делящимися клетками. Это, например, ткань костного мозга, содержащая стволовые клетки, из которых у нас образуются иммунные клетки, эритроциты и другие важнейшие клетки.
В то же время, например, в нервной ткани подавляющее большинство клеток не делящиеся. Для них длина теломер не играет столь заметной роли. Поэтому, скажем, ожидать ощутимого омоложения мозга при стимулировании теломеразы вряд ли можно.
У Лиз Пэрриш, изменившей свои гены, могут помолодеть кожа и кости
ЛИЦО ПОСВЕЖЕЕТ
- Нейробиологи обнадеживают, что наш мозг все-таки стареет медленнее других частей организма. Если говорить об органах, у которых больше всего шансов помолодеть благодаря удлинению теломер - на что может рассчитывать Элизабет?
- Как я упомянул, в случае успеха может произойти омоложение кроветворного органа - красного костного мозга. От его способности к делению напрямую зависит наша иммунная система. Также может улучшиться состояние кишечника, потому что в эпителии (слизистой оболочке. - Авт.) этого органа находятся активно делящиеся стволовые клетки, которые постоянно заменяют погибающие клетки.
- Многих интересует внешность: кожа помолодеет?
- Да, это возможно. Наша кожа состоит из фибробластов и кератиноцитов, это делящиеся клетки, так что восстановление длины теломер для них может оказаться заметно полезным. Остеопороз, то есть хрупкость костей, из-за которой страдают многие женщины после менопаузы, тоже связан с активностью делящихся клеток костной ткани - остеобластов. Соответственно, генная терапия может помочь справиться и с этой проблемой.
КОНТРОЛЬНЫЕ АНАЛИЗЫ
- Если посмотреть на фотографии Элизабет до начала эксперимента и через месяц после введения гена теломеразы, то она кажется заметно помолодевшей. Возможен ли эффект так быстро?
- Сложно сказать, на людях ведь таких экспериментов еще не было. В то же время нельзя исключать, что кроме генной терапии использовались еще какие-то методы для улучшения внешнего вида.
- Как же тогда убедиться, что новая терапия - не мошенничество, и сработала именно активация теломеразы?
- Методы есть. Можно сделать анализ клеток крови лимфоцитов - в них измеряется активность фермента теломеразы. Поскольку мы знаем норму - средний показатель у обычного человека, то можем сопоставить это значение с показателями активности фермента у добровольца, испытывающего генную терапию. И увидеть: превышена норма или нет.
Также через какое-то время - предположим, через несколько месяцев можно проанализировать собственно длину теломер. Если она резко выбивается из значений, соответствующих конкретному возрасту участника эксперимента, то, очевидно, терапия сработала.
ЮНОША СНАРУЖИ, СТАРИК ИЗНУТРИ
- Не может ли увеличиться длина теломер из-за какой-нибудь болезни? Например, есть опасения, что генная терапия способна повысить риск развития рака.
- Чтобы убедиться, что этого не произошло, нужно отслеживать лейкоцитарную формулу крови, которая позволяет обнаружить рак.
Вообще, когда мы говорим о старении, равно как и о любом другом диагнозе, нужно понимать, что какого-то одного показателя, маркера недостаточно, - продолжает ученый. - Чтобы понять, как быстро стареет человек и действуют ли те или иные средства омоложения, важно использовать целый комплекс биомаркеров, и, сопоставляя их, делать достоверные выводы.
- Ученые уже определились, какие биомаркеры старения считать самыми надежными?
- Это непростой вопрос. По-хорошему, нужно анализировать по несколько десятков маркеров для каждой из основных систем нашего организма: иммунитета, эндокринной системы, сердечно-сосудистой, выделительной и т.д. Ведь старение может идти с различной скоростью в разных органах и тканях. Скажем, человек живет на Севере. Старение кожи, которое на 90% зависит от влияния ультрафиолета, на юге протекает быстрее, а у северянина будет замедленным, и внешне человек может выглядеть очень молодым. Но при этом, например, со стороны сердечно-сосудистой системы, когнитивных функций он будет глубоким стариком.
СЕРДЦУ СВОЕ, ПЕЧЕНИ - СВОЕ
- Если наши органы стареют с разной скоростью - допустим, сердце работает как у 45-летнего, а состояние печени - на 60 лет, то как тогда определить биологический возраст всего человека? Вычислять среднее арифметическое?
- Примерно так - нужно сопоставить параметры старения разных систем. В целом биологический возраст очень точно оценить действительно нельзя, но в этом и нет острой необходимости, если мы ставим перед собой задачу замедлить старение и добиться омоложения. Уже признано, что создать одну единственную «таблетку от старости» невозможно, поскольку дряхление организма - комплексный процесс. Соответственно, понадобится комплекс методов и препаратов, которые будут воздействовать на разные мишени в организме. Потому и эффективность антиэйдж-технологий мы будем проверять по отдельности, смотреть: скажем, печень омолодилась на столько-то, возраст мозга откатился на столько-то, а иммунная система «выглядит» на такой-то возраст.
ВОПРОС В ТЕМУ
Откуда генетический материал?
Как известно, уже разработаны различные виды генной терапии для лечения тяжелых заболеваний. В разных странах мира идут клинические испытания генных методов лечения муковисцидоза, гемофилии, болезни Паркинсона, мышечной дистрофии, некоторых видов рака. Может возникнуть вопрос: откуда берут те или иные гены, чтобы ввести их в организм? У более здоровых/молодых доноров или, может, их синтезируют в лаборатории?
- Еще в 70-е годы прошлого века была разработана технология молекулярного клонирования, - поясняет Алексей Москалев. - Суть метода в том, что с помощью определенного набора ферментов можно вырезать из ДНК необходимый участок - например, ген теломеразы, о котором идет речь при омоложении.
Кстати, сам ген теломеразы впервые клонировали из ткани человека лет 15 назад, и сегодня он «живет» в пробирке в виде образца-плазмиды, то есть такой кольцевой ДНК, куда встроен этот ген. Раньше его размножали в лабораториях, вводя в бактерию Эшерихию коли (Escherichia coli, кишечная палочка). Бактерия многократно копировала плазмиду внутри себя, затем Escherichia coli убивали и выделяли из ее генома ту часть ДНК, которая необходима.
Но сейчас все гораздо проще: необходимые копии того или иного гена создаются в лабораториях с помощью ПЦР (полимеразной цепной реакции).
Анна ДОБРЮХА
Элизабет Пэрриш решилась на введение ей в вену генетического материала
Напомним, около двух месяцев назад мир облетела новость: американская исследовательница Элизабет Пэрриш решилась на введение ей в вену генетического материала, который должен проникнуть внутрь ядра каждой клетки и запустить изменения, омолаживающие организм. «КП» стала первым российским СМИ, которому отважная испытательница дала откровенное интервью.
Наша публикация собрала огромное количество откликов и в то же время вызвала море вопросов. Чтобы разобраться в самых спорных моментах и подробнее узнать о генной терапии, которая может привести к настоящей революции в медицине и даже знаменовать новый этап эволюции человека, мы встретились с одним из ведущих экспертов по генетике старения и долголетия. Ученый-геронтолог Алексей Москалев - автор научно-популярного бестселлера «120 лет жизни - только начало. Как победить старение?», доктор биологических наук, заведующий лабораториями Института биологии Коми и Московского Физтеха.
А БЫЛ ЛИ МАЛЬЧИК?
- Алексей, первым делом многие читатели задались вопросом из серии «А был ли мальчик?»: правда ли, что Элизабет ввели в вену именно уникальный генетический материал, а не, скажем, раствор глюкозы? Это реально проверить?
- При генной терапии в организм вводится определенный вирус (в случае Лиз это так называемый аденоассоциированный вирус, AAV, который «вычищен», то есть лишен способности переносить болезнь. - Авт .). В этот вирус внедрен вектор, то есть последовательность ДНК, которая встраивается в геном человека. Соответственно, данный вектор имеет свойственные ему признаки, маркеры, и в случае встройки в геном их можно выявить.
- Элизабет рассказала нам в интервью, что дала согласие на доступ к образцам своей крови и всех тканей организма любому научно-исследовательскому учреждению, которое захочет их изучить. Этого достаточно для «проверочных» анализов?
- Да, вполне. Маркеры введенного вектора с генетическим материалом можно определить методом ПЦР-анализа образца ткани или крови.
КАК ЛЕЧЕНИЕ ПОВЛИЯЕТ НА МОЗГ
В ходе эксперимента ученые и врачи ставят задачу активировать в организме Лиз теломеразу. Это фермент, отвечающий за восстановление длины теломер, то есть концов хромосом, которые обеспечивают целостность и стабильность нашей ДНК. Известно, что с возрастом теломеры укорачиваются, клетка становится менее защищенной, и появляются мутации, которые наряду с другими факторами могут привести к развитию рака и других опасных возрастных болезней. «В то же время неоднократные испытания на мышах показали, что стимулирование гена теломеразы ведет к омоложению клеток всех тканей организма», - рассказала мисс Пэрриш в интервью «КП».
- Алексей, вы давно изучаете генетику старения и долголетия, как по-вашему: если терапия сработает, то какие самые заметные изменения могут быть?
- Прежде всего надо иметь в виду, что вопрос о значении теломер и восстановления их длины для омоложения до сих пор остается дискуссионным. Второй важный момент заключается в том, что удлинение теломер играет ключевую роль для тканей с быстро делящимися клетками. Это, например, ткань костного мозга, содержащая стволовые клетки, из которых у нас образуются иммунные клетки, эритроциты и другие важнейшие клетки.
В то же время, например, в нервной ткани подавляющее большинство клеток не делящиеся. Для них длина теломер не играет столь заметной роли. Поэтому, скажем, ожидать ощутимого омоложения мозга при стимулировании теломеразы вряд ли можно.
У Лиз Пэрриш, изменившей свои гены, могут помолодеть кожа и кости
ЛИЦО ПОСВЕЖЕЕТ
- Нейробиологи обнадеживают, что наш мозг все-таки стареет медленнее других частей организма. Если говорить об органах, у которых больше всего шансов помолодеть благодаря удлинению теломер - на что может рассчитывать Элизабет?
- Как я упомянул, в случае успеха может произойти омоложение кроветворного органа - красного костного мозга. От его способности к делению напрямую зависит наша иммунная система. Также может улучшиться состояние кишечника, потому что в эпителии (слизистой оболочке. - Авт.) этого органа находятся активно делящиеся стволовые клетки, которые постоянно заменяют погибающие клетки.
- Многих интересует внешность: кожа помолодеет?
- Да, это возможно. Наша кожа состоит из фибробластов и кератиноцитов, это делящиеся клетки, так что восстановление длины теломер для них может оказаться заметно полезным. Остеопороз, то есть хрупкость костей, из-за которой страдают многие женщины после менопаузы, тоже связан с активностью делящихся клеток костной ткани - остеобластов. Соответственно, генная терапия может помочь справиться и с этой проблемой.
КОНТРОЛЬНЫЕ АНАЛИЗЫ
- Если посмотреть на фотографии Элизабет до начала эксперимента и через месяц после введения гена теломеразы, то она кажется заметно помолодевшей. Возможен ли эффект так быстро?
- Сложно сказать, на людях ведь таких экспериментов еще не было. В то же время нельзя исключать, что кроме генной терапии использовались еще какие-то методы для улучшения внешнего вида.
- Как же тогда убедиться, что новая терапия - не мошенничество, и сработала именно активация теломеразы?
- Методы есть. Можно сделать анализ клеток крови лимфоцитов - в них измеряется активность фермента теломеразы. Поскольку мы знаем норму - средний показатель у обычного человека, то можем сопоставить это значение с показателями активности фермента у добровольца, испытывающего генную терапию. И увидеть: превышена норма или нет.
Также через какое-то время - предположим, через несколько месяцев можно проанализировать собственно длину теломер. Если она резко выбивается из значений, соответствующих конкретному возрасту участника эксперимента, то, очевидно, терапия сработала.
ЮНОША СНАРУЖИ, СТАРИК ИЗНУТРИ
- Не может ли увеличиться длина теломер из-за какой-нибудь болезни? Например, есть опасения, что генная терапия способна повысить риск развития рака.
- Чтобы убедиться, что этого не произошло, нужно отслеживать лейкоцитарную формулу крови, которая позволяет обнаружить рак.
Вообще, когда мы говорим о старении, равно как и о любом другом диагнозе, нужно понимать, что какого-то одного показателя, маркера недостаточно, - продолжает ученый. - Чтобы понять, как быстро стареет человек и действуют ли те или иные средства омоложения, важно использовать целый комплекс биомаркеров, и, сопоставляя их, делать достоверные выводы.
- Ученые уже определились, какие биомаркеры старения считать самыми надежными?
- Это непростой вопрос. По-хорошему, нужно анализировать по несколько десятков маркеров для каждой из основных систем нашего организма: иммунитета, эндокринной системы, сердечно-сосудистой, выделительной и т.д. Ведь старение может идти с различной скоростью в разных органах и тканях. Скажем, человек живет на Севере. Старение кожи, которое на 90% зависит от влияния ультрафиолета, на юге протекает быстрее, а у северянина будет замедленным, и внешне человек может выглядеть очень молодым. Но при этом, например, со стороны сердечно-сосудистой системы, когнитивных функций он будет глубоким стариком.
СЕРДЦУ СВОЕ, ПЕЧЕНИ - СВОЕ
- Если наши органы стареют с разной скоростью - допустим, сердце работает как у 45-летнего, а состояние печени - на 60 лет, то как тогда определить биологический возраст всего человека? Вычислять среднее арифметическое?
- Примерно так - нужно сопоставить параметры старения разных систем. В целом биологический возраст очень точно оценить действительно нельзя, но в этом и нет острой необходимости, если мы ставим перед собой задачу замедлить старение и добиться омоложения. Уже признано, что создать одну единственную «таблетку от старости» невозможно, поскольку дряхление организма - комплексный процесс. Соответственно, понадобится комплекс методов и препаратов, которые будут воздействовать на разные мишени в организме. Потому и эффективность антиэйдж-технологий мы будем проверять по отдельности, смотреть: скажем, печень омолодилась на столько-то, возраст мозга откатился на столько-то, а иммунная система «выглядит» на такой-то возраст.
ВОПРОС В ТЕМУ
Откуда генетический материал?
Как известно, уже разработаны различные виды генной терапии для лечения тяжелых заболеваний. В разных странах мира идут клинические испытания генных методов лечения муковисцидоза, гемофилии, болезни Паркинсона, мышечной дистрофии, некоторых видов рака. Может возникнуть вопрос: откуда берут те или иные гены, чтобы ввести их в организм? У более здоровых/молодых доноров или, может, их синтезируют в лаборатории?
- Еще в 70-е годы прошлого века была разработана технология молекулярного клонирования, - поясняет Алексей Москалев. - Суть метода в том, что с помощью определенного набора ферментов можно вырезать из ДНК необходимый участок - например, ген теломеразы, о котором идет речь при омоложении.
Кстати, сам ген теломеразы впервые клонировали из ткани человека лет 15 назад, и сегодня он «живет» в пробирке в виде образца-плазмиды, то есть такой кольцевой ДНК, куда встроен этот ген. Раньше его размножали в лабораториях, вводя в бактерию Эшерихию коли (Escherichia coli, кишечная палочка). Бактерия многократно копировала плазмиду внутри себя, затем Escherichia coli убивали и выделяли из ее генома ту часть ДНК, которая необходима.
Но сейчас все гораздо проще: необходимые копии того или иного гена создаются в лабораториях с помощью ПЦР (полимеразной цепной реакции).