Долгая счастливая жизнь: как в будущем будут лечить от старости

Старение – это естественно, но не нормально. Возможно, это просто такая специфическая болезнь, лечение которой когда-нибудь станет не только реальностью, но и страховым случаем. О том, как в будущем человечество будет бороться со старостью, мы поговорили с Александром Жаворонковым — профессором Института Бака и МФТИ, главой Biogerontology Research Foundation, основателем компаний Insilico Medicine и Deep Longevity.

Как современная наука относится к старению? Можно ли считать естественный процесс угасания болезнью и, следовательно, лечить? Это многофакторный процесс, который развивается на всех уровнях, от молекулярного до психологического. Старение делает нас слабее, не дает никаких преимуществ, и в этом смысле его действительно можно считать хронической болезнью. Сегодня среди специалистов доминирует именно такая точка зрения, что нашло отражение в документах Всемирной организации здравоохранения, в частности в Международной классификации болезней.

Александр Жаворонков - профессор Института Бака и МФТИ, глава Biogerontology Research Foundation, основатель компаний Insilico Medicine и Deep Longevity

В редакции МКБ-10 зафиксирован ряд нарушений, связанных или ассоциированных со старением. Собственно старость фигурирует под индексом R54. К сожалению, это не тот код, который позволяет получать возмещение за лечение по медицинской страховке. Но, кстати, сейчас эта проблема активно обсуждается, причем с участием самих страховщиков. Они заинтересованы в ее решении, поскольку в таком случае смогут тратить меньше средств на лечение уже запущенных последствий старения.

– Если старение считать страховым случаем, то по каким показателям его диагностировать? Какие маркеры позволяют объективно измерить параметры этого процесса?

Первые надежные маркеры возраста были найдены в 2013 году группой Стивена Хорвата из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Ученые опирались на эпигенетические данные – метилирование и химические модификации ДНК, которые могут меняться с течением времени. Выяснилось, что для предсказания достаточно отслеживать всего 353 сайта – участка, где происходят такие модификации. Это позволяет определить хронологический возраст относительно здорового человека с точностью до 3,6 года.

Старение – зависимое от времени снижение функций, которое значительно увеличивает риск смерти, – знакомо большинству живых существ. Основными его причинами можно назвать клеточные и геномные повреждения.

Созданием таких часов на основе различных биомаркеров мы в числе прочего занимались в Insilico Medicine. Еще в 2015-м мы одними из первых применили для этого глубокое обучение. Оказалось, что благодаря нейросетям отследить старение можно практически по любым параметрам, которые меняются с возрастом. Взять, например, обычный анализ биохимии крови, который делается в любой поликлинике: альбумин, глюкоза, гемоглобин и т.д. – эти данные позволяют установить возраст с точностью до 5,5 года. На глазок мы определяем возраст другого человека с меньшей достоверностью.

Потом мы нашли и другие наборы биомаркеров – в общей сложности 17 разных часов старения. Например, часы, натренированные на транскриптомных данных (профиль активности генов), протеомных данных (набор производимых клетками белков), микрофлоре кишечника и обычных фотографиях, причем по лицу человека предсказать его возраст удается с точностью до 2,3 года. Интересно, что главное влияние на оценку оказывают уголки глаз. Так что обратите на них особое внимание, если хотите выглядеть моложе – по крайней мере, по мнению обученной нейросети.

Эпигенетические данные не только сложны в получении, они еще и не позволяют сделать биологическую интерпретацию достаточного уровня. Можно оценить вклад метилирования определенного участка ДНК в точность предсказания возраста, но привязать его к конкретному процессу в стареющем организме практически невозможно, если нет прямой связи с каким-либо геном. С этой точки зрения данные об изменениях в составе крови, транскриптоме, протеоме или даже микробиоме намного ценнее. На их основе можно сформулировать биологическую гипотезу, найти причинно-следственную связь и предсказать, как этому противостоять.

– Так что же именно происходит с человеком?

Существует общепринятый набор процессов, известных как ключевые признаки старения – Hallmarks of Aging. Он включает девять причин: исчерпание запаса стволовых клеток; сокращение теломер – концевых участков хромосом; нарушение межклеточных коммуникаций; дисфункция митохондрий и т.д. Среди этих признаков можно выделить клеточное старение – особый процесс, связанный с сохранением в организме клеток, которые уже отработали свой срок. Это клетки «постпенсионного возраста», которые не выполняют своей функции, но не вычищаются из тканей, а остаются, занимая место, старя соседние клетки и ухудшая работу органов.

Гидры сохраняют достаточный запас стволовых клеток на протяжении всей жизни и могут размножаться простым самоклонированием, достигая фактического бессмертия.

Они накапливаются из-за нарушения апоптоза – процесса контролируемого уничтожения больных и отживших свое клеток. Поэтому одно из самых перспективных на сегодня направлений в области борьбы со старением – разработка препаратов-сенолитиков, влияющих на апоптоз и разрушающих постаревшие клетки. Подобные идеи имеются и относительно других ключевых признаков старения; в некоторых случаях они уже применяются на практике, в других – прорабатываются в лабораториях. Например, нехватку стволовых клеток ученые пытаются восполнить, искусственно выращивая дополнительные. А для борьбы с дисфункцией митохондрий или сокращением теломер уже созданы сотни препаратов.

Однако ни одно отдельное вмешательство не может стать полноценной терапией, а понять, как все эти процессы регулировать в комплексе, очень трудно. Можно убить сенесцентные клетки, но при этом их нужно заменить молодыми, а значит, требуются стволовые клетки. Чтобы стволовые клетки поделились, с"