«С помощью костного мозга мы можем «лечить» старость»

Геронтологи — ученые, изучающие механизмы старения, — десятилетиями пытаются открыть секрет пусть не вечной, но хотя бы долгой молодости. Победа над старением всё еще не одержана. Но если верить ученым, уже сейчас есть серьезные исследования, способные приблизить этот момент.

Российский биофизик, ведущий научный сотрудник Института биофизики клетки РАН Алексей Карнаухов рассказал корреспонденту «Известий» Кириллу Кудрину, отчего происходит старение, об опытах на мышах, которые стали жить на 34% дольше, и о том, что он сам готов стать первым человеком, кто начнет апробацию этой технологии на себе. Случится это в ближайшие недели.

— Когда и почему вы решили заняться борьбой со старением?

— В моей школе 40 лет назад факультативные занятия по биологии вел известный ученый — Сергей Иванович Розанов. Он-то и увлек меня этой идеей. Он говорил, что совсем не обязательно все мы должны стареть и умирать. Я помню, что тогда на меня произвели большое впечатление его слова, что многое, о чем веками безнадежно мечтали наши предки, становится реальностью благодаря науке. Сегодня мы умеем летать быстрее и выше птиц и видеть события, происходящие за десятки тысяч километров. И нам не нужны для этого волшебные зеркала и наливные яблочки на тарелочках. Ему удалось привить мне веру в могущество знаний и в то, что победа над старостью вполне по плечу современной науке.

— Отчего вообще человек стареет?

— По моему мнению, а также, по мнению многих других ученых, старение связано с постоянным процессом накопления повреждений в ДНК каждой из клеток нашего организма. Хотя это пессимистический взгляд на старение.

С одной стороны, вообще не ясно, как с этим можно бороться. С другой — становится понятна безуспешность многочисленных попыток найти некое универсальное вещество — суперлекарство от старости, этакое «средство Макропулоса». Просто потому, что принципиально не существует биохимического соединения, способного находить и исправлять все без исключения генетические ошибки, которые накапливаются в каждой клетке нашего организма.

Какой выход? Мы увидели решение не в исправлении накопившихся в наших клетках генетических ошибок, а в торможении самого процесса их накопления. А для этого достаточно извлечь в молодом возрасте и поместить в криобанк набор стволовых клеток костного мозга. И пока во всем организме с годами копятся ошибки, изъятые и замороженные клетки сохраняются неизменными. Когда же человек состарится, эти «молодые» клетки можно извлечь из криобанка, разморозить и пересадить ему же. При этом произойдет обновление клеточного состава органов и тканей, что улучшит состояние и восстановит утраченные функции организма. Почему именно костный мозг? Потому что это источник самого широкого спектра стволовых клеток. А стволовые клетки способны воспроизводить все остальные.

— Вы говорите, что многие ученые разделяют точку зрения о старении как о процессе накопления генетических повреждений в клетках. В чем же тогда оригинальность вашего подхода?

— На сегодняшний день не существует какой-то одной общепринятой теории старения. Есть около 200 различных вариантов теорий. У каждой из них есть свои проблемы. Если говорить о накоплении генетических повреждений в клетках как о ведущем механизме старения, то в рамках этой концепции существовал парадокс «нестареющей зародышевой линии».

Как известно, дети рождаются из клеток, которые являются частью взрослого организма. И если во всех клетках взрослого организма накапливаются ошибки, то они должны были бы копиться и в этих клетках. А значит, дети должны рождаться уже немного «постаревшими». Нерешенность этой проблемы заставляла исследователей строить дополнительные гипотезы и делать предположения, которые затрудняли поиск методов борьбы со старением. Поэтому когда в 2009 году мы сформулировали решение парадокса «нестареющей зародышевой линии», это не только позволило реабилитировать концепцию накопления генетических повреждений в качестве ключевого механизма старения, но и резко сузить область поиска эффективной технологии омоложения.

— Так почему дети все-таки рождаются молодыми? Хотя бы в двух словах.

— В двух словах сложно. Но если коротко и сильно упрощая, дело в отборе гамет. Сначала происходит рекомбинация родительских геномов и образование гамет — яйцеклеток и сперматозоидов — с различным количеством ошибок. Потом десятки миллионов сперматозоидов и тысячи яйцеклеток соревнуются за право дать начало новому организму. Побеждают наиболее совершенные — те, у которых геном содержит наименьшее количество ошибок. Поэтому клетки ребенка содержат меньшее число генетических ошибок, чем клетки его родителей.

— Как вы проверяли свою технологию «омоложения»? И насколько она эффективна?

— В наших экспериментах на мышах увеличение средней продолжительности жизни составило 34%. Для людей это примерно соответствует 25 годам дополнительной жизни.

— Вы действительно хотите поставить эксперимент на себе? Не страшно?

— Не страшно. Дело в том, что изъятие и криосохранение костного мозга — это хорошо отработанная медицинская технология. Там всё лицензировано и сертифицировано. Сейчас в мире больше миллиона доноров костного мозга, которые вполне благополучно перенесли эту процедуру. С помощью донорского костного мозга лечат тяжелые онкологические заболевания, а мы предлагаем «лечить» саму старость. Я вообще воспринимаю эту возможность как огромную удачу. Дело в том, что существуют медицинские и даже юридические ограничения на возраст донора — 55 лет. Поэтому у меня осталось не так много времени.

— Но можно ли доверять экспериментам на мышах в деле увеличения жизни человека?

— Безусловно, мыши как лабораторные животные достаточно близки человеку по физиологии. Поэтому в принципе можно. Что касается конкретно наших экспериментов, то «мышиный вариант» нашей технологии несколько отличается от «человеческого». Из-за маленьких размеров для мышей нам пришлось использовать сингенную трансплантацию. Это означает, что и доноры, и реципиенты принадлежат к группе особей, которая была рождена в результате долгого близкородственного скрещивания — братьев с сестрами и т.д. В результате они стали генетически почти тождественными. Но «почти». У них все-таки остаются генетические различия, поэтому в наших экспериментах клетки, которые мы пересаживали, не быстро, но все-таки отторгались.

Мы столкнулись с тем, что результат сильно зависел от уровня сингенности донора и реципиента, приближаясь к нулю для «не очень сингенных» пар. Из этого следует по меньшей мере два вывода. Во-первых, можно ожидать, что «человеческий вариант» нашей технологии, базирующийся на применении собственного костного мозга, будет обеспечивать увеличение продолжительности жизни существенно больше, чем на 34%. Поскольку собственный костный мозг обладает наивысшим уровнем сингенности и принципиально не отторгается. А во-вторых, отсутствие среди людей даже «не очень сингенных» пар делает «мышиный» способ омоложения с использованием чужого костного мозга неприменимым для людей. А это весьма важно с этической точки зрения.

Геронтологи — ученые, изучающие механизмы старения, — десятилетиями пытаются открыть секрет пусть не вечной, но хотя бы долгой молодости. Победа над старением всё еще не одержана. Но если верить ученым, уже сейчас есть серьезные исследования, способные приблизить этот момент.

Российский биофизик, ведущий научный сотрудник Института биофизики клетки РАН Алексей Карнаухов рассказал корреспонденту «Известий» Кириллу Кудрину, отчего происходит старение, об опытах на мышах, которые стали жить на 34% дольше, и о том, что он сам готов стать первым человеком, кто начнет апробацию этой технологии на себе. Случится это в ближайшие недели.

— Когда и почему вы решили заняться борьбой со старением?

— В моей школе 40 лет назад факультативные занятия по биологии вел известный ученый — Сергей Иванович Розанов. Он-то и увлек меня этой идеей. Он говорил, что совсем не обязательно все мы должны стареть и умирать. Я помню, что тогда на меня произвели большое впечатление его слова, что многое, о чем веками безнадежно мечтали наши предки, становится реальностью благодаря науке. Сегодня мы умеем летать быстрее и выше птиц и видеть события, происходящие за десятки тысяч километров. И нам не нужны для этого волшебные зеркала и наливные яблочки на тарелочках. Ему удалось привить мне веру в могущество знаний и в то, что победа над старостью вполне по плечу современной науке.

— Отчего вообще человек стареет?

— По моему мнению, а также, по мнению многих других ученых, старение связано с постоянным процессом накопления повреждений в ДНК каждой из клеток нашего организма. Хотя это пессимистический взгляд на старение.

С одной стороны, вообще не ясно, как с этим можно бороться. С другой — становится понятна безуспешность многочисленных попыток найти некое универсальное вещество — суперлекарство от старости, этакое «средство Макропулоса». Просто потому, что принципиально не существует биохимического соединения, способного находить и исправлять все без исключения генетические ошибки, которые накапливаются в каждой клетке нашего организма.

Какой выход? Мы увидели решение не в исправлении накопившихся в наших клетках генетических ошибок, а в торможении самого процесса их накопления. А для этого достаточно извлечь в молодом возрасте и поместить в криобанк набор стволовых клеток костного мозга. И пока во всем организме с годами копятся ошибки, изъятые и замороженные клетки сохраняются неизменными. Когда же человек состарится, эти «молодые» клетки можно извлечь из криобанка, разморозить и пересадить ему же. При этом произойдет обновление клеточного состава органов и тканей, что улучшит состояние и восстановит утраченные функции организма. Почему именно костный мозг? Потому что это источник самого широкого спектра стволовых клеток. А стволовые клетки способны воспроизводить все остальные.

— Вы говорите, что многие ученые разделяют точку зрения о старении как о процессе накопления генетических повреждений в клетках. В чем же тогда оригинальность вашего подхода?

— На сегодняшний день не существует какой-то одной общепринятой теории старения. Есть около 200 различных вариантов теорий. У каждой из них есть свои проблемы. Если говорить о накоплении генетических повреждений в клетках как о ведущем механизме старения, то в рамках этой концепции существовал парадокс «нестареющей зародышевой линии».

Как известно, дети рождаются из клеток, которые являются частью взрослого организма. И если во всех клетках взрослого организма накапливаются ошибки, то они должны были бы копиться и в этих клетках. А значит, дети должны рождаться уже немного «постаревшими». Нерешенность этой проблемы заставляла исследователей строить дополнительные гипотезы и делать предположения, которые затрудняли поиск методов борьбы со старением. Поэтому когда в 2009 году мы сформулировали решение парадокса «нестареющей зародышевой линии», это не только позволило реабилитировать концепцию накопления генетических повреждений в качестве ключевого механизма старения, но и резко сузить область поиска эффективной технологии омоложения.

— Так почему дети все-таки рождаются молодыми? Хотя бы в двух словах.

— В двух словах сложно. Но если коротко и сильно упрощая, дело в отборе гамет. Сначала происходит рекомбинация родительских геномов и образование гамет — яйцеклеток и сперматозоидов — с различным количеством ошибок. Потом десятки миллионов сперматозоидов и тысячи яйцеклеток соревнуются за право дать начало новому организму. Побеждают наиболее совершенные — те, у которых геном содержит наименьшее количество ошибок. Поэтому клетки ребенка содержат меньшее число генетических ошибок, чем клетки его родителей.

— Как вы проверяли свою технологию «омоложения»? И насколько она эффективна?

— В наших экспериментах на мышах увеличение средней продолжительности жизни составило 34%. Для людей это примерно соответствует 25 годам дополнительной жизни.

— Вы действительно хотите поставить эксперимент на себе? Не страшно?

— Не страшно. Дело в том, что изъятие и криосохранение костного мозга — это хорошо отработанная медицинская технология. Там всё лицензировано и сертифицировано. Сейчас в мире больше миллиона доноров костного мозга, которые вполне благополучно перенесли эту процедуру. С помощью донорского костного мозга лечат тяжелые онкологические заболевания, а мы предлагаем «лечить» саму старость. Я вообще воспринимаю эту возможность как огромную удачу. Дело в том, что существуют медицинские и даже юридические ограничения на возраст донора — 55 лет. Поэтому у меня осталось не так много времени.

— Но можно ли доверять экспериментам на мышах в деле увеличения жизни человека?

— Безусловно, мыши как лабораторные животные достаточно близки человеку по физиологии. Поэтому в принципе можно. Что касается конкретно наших экспериментов, то «мышиный вариант» нашей технологии несколько отличается от «человеческого». Из-за маленьких размеров для мышей нам пришлось использовать сингенную трансплантацию. Это означает, что и доноры, и реципиенты принадлежат к группе особей, которая была рождена в результате долгого близкородственного скрещивания — братьев с сестрами и т.д. В результате они стали генетически почти тождественными. Но «почти». У них все-таки остаются генетические различия, поэтому в наших экспериментах клетки, которые мы пересаживали, не быстро, но все-таки отторгались.

Мы столкнулись с тем, что результат сильно зависел от уровня сингенности донора и реципиента, приближаясь к нулю для «не очень сингенных» пар. Из этого следует по меньшей мере два вывода. Во-первых, можно ожидать, что «человеческий вариант» нашей технологии, базирующийся на применении собственного костного мозга, будет обеспечивать увеличение продолжительности жизни существенно больше, чем на 34%. Поскольку собственный костный мозг обладает наивысшим уровнем сингенности и принципиально не отторгается. А во-вторых, отсутствие среди людей даже «не очень сингенных» пар делает «мышиный» способ омоложения с использованием чужого костного мозга неприменимым для людей. А это весьма важно с этической точки зрения.