ионы скулачева что это
Ионы Скулачева: прошлое, настоящее, будущее
«Понимание старения радикально изменилось»
«Понимание старения радикально изменилось»Противоречат ли попытки замедлить старение данным современной науки? Что такое митохондриальные антиоксиданты и почему они могут победить возрастные заболевания? Чего удалось добиться разработчикам «лекарства от старости» на сегодняшний день?
На эти и другие вопросы в интервью МедНовостям отвечает Максим Скулачев, заместитель руководителя проекта «Ионы Скулачева», директор компании Митотех, созданной при МГУ им. Ломоносова.
– У ионов Скулачева довольно долгая история. Расскажите, как начинался этот проект.
– Все началось в конце 60-х, когда было открыто электричество в митохондриях. Самое важное доказательство его наличия было получено именно в МГУ, в группе моего отца, Владимира Петровича Скулачева. Для подтверждения гипотезы, впервые выдвинутой будущим нобелевским лауреатом Питером Митчеллом, они применили необычные молекулы, которые имеют электрический заряд, но при этом могут проникать через биологические мембраны, образованные двойным слоем липидов. Было предположено, что если Митчел прав и внутри митохондрий имеется отрицательный заряд, то положительно заряженные молекулы с такими свойствами будут всасываться из цитоплазмы митохондриями. Что и было блестяще продемонстрировано в эксперименте. Директор Института энзимологии в Мэдисоне Дэвид Грин был настолько очарован изяществом идеи советских ученых, что предложил называть эти противоестественные вещества – одновременно и заряженные, и жирные молекулы – ионами Скулачева. То есть у этого термина весьма почтенная история, и, подчеркну, предложен он был не нами. Кстати, уже тогда, в начале 70-х, в одной из статей Владимир Петрович писал об этих ионах, что если понадобится внедрить что-то в митохондрии – то вот оно, идеальное средство доставки.
– Тем не менее, о медицинском применении речи тогда не шло?
– Скулачев и его команда очень быстро занялись другими теоретическими вопросами: биологией митохондрий и прочими интересными вещами. Как говорит сам Владимир Петрович, во-первых, тогда было не очень понятно, что именно нужно доставлять в митохондрии. Во-вторых, в советские времена было смерти подобно заняться чем-то практическим. Например, в Политбюро ЦК КПСС слово «окислительное фосфорилирование» не выговаривали – и это прекрасно: пока ты изучаешь подобные малопонятные предметы, ты живешь на островке свободы, может быть даже большей, чем на Западе. Но как только речь заходит о практике, новых лекарствах, производственных линиях и тому подобном, тут же появляется партийный функционер и начинает объяснять, что и как нужно делать. Связываться со всем этим особого желания не было…
– Но со временем ситуация изменилась?
– Приблизительно к концу 90-х годов стало понятно, что митохондрии – не только «энергетическая станция» клетки, но и важнейший источник свободных радикалов, наносящих вред при самых разных патологиях. И, соответственно, эти процессы можно остановить, если воздействовать на митохондрии антиоксидантами, нейтрализующими свободные радикалы. Опять же, идея использовать для этого ионы Скулачева не наша, первым это предложил ученый из Кембриджа Майкл Мерфи – он решил просто «пришить» к ним какую-нибудь молекулу с мощными антиоксидантными свойствами и таким образом нейтрализовать разрушительное действие активных форм кислорода. Было синтезировано несколько таких соединений, и одно из них, MitoQ, показалось достаточно перспективным, из него попытались сделать лекарство.
Мерфи хорошо знаком с Владимиром Петровичем, так что мы знали об этой работе. Но ознакомившись со структурой вещества, Владимир Петрович предположил, что был выбран не самый лучший антиоксидант. В MitoQиспользовался убихинон – переносчик электронов в митохондриях животных. А Владимир Петрович считал, что более эффективным будет пластохинон – вещество, которое выполняет похожие функции в растениях, синтезирующих кислород, а ведь там самая большая концентрация свободных радикалов. Но Мерфи не стал вносить изменения – фармакологический проект был уже запущен, нашлись инвесторы, а с новым соединением пришлось бы переделывать массу исследований, так что он просто пошел по пути наименьшего сопротивления.
В итоге мы решили «сварить» свой собственный митохондриальный антиоксидант. Под наш проект выделил небольшой грант фонд Олега Дерипаски – тогда это была чистая благотворительность. И на эти средства в лабораториях МГУ были синтезированы несколько вариантов вещества. Один из них, SkQ1, оказался достаточно стабильным и работоспособным, но, главное, он превосходил MitoQ по целому ряду параметров.
– Вы изначально намеревались останавливать старение, или задачи были более скромными?
– Нет, борьба со старением всегда была главной целью. Потому-то Владимир Петрович так боялся, что Мерфи из-за своего неудачного выбора похоронит всю идею, что к этому моменту он окончательно уверовал в запрограммированность старения и в митохондриальную теорию старения.
Суть ее в том, что раз митохондрия – самое грязное место в клетке, то, если природе зачем-то нужно постепенно выводить из строя организм, нарушая все его жизненно важные функции, то лучшего способа, чем медленное отравление активными формами кислорода, которые вырабатываются в митохондриях, не придумаешь. Не мгновенная гибель – поначалу организм хорошо справляется с этим – а медленное угасание, снижение эффективности всех систем – это и есть старение.
– А предположение о том, что этот процесс в принципе можно регулировать или остановить, не встретило протестов со стороны научного сообщества?
– Да, в конце 90-х – начале 2000-х подобные теории воспринимались как полное сумасшествие. Тогда исследования в области старения считались чем-то неприличным для биолога. Регулярно приходилось сталкиваться с непониманием: а что там вообще изучать? Ведь, казалось бы, «изнашивание» организма – совершенно понятное явление. Тут можно провести параллель с работой еще одного нобелевского лауреата – Аарона Чехановера. Он открыл процесс убикивитинирования, то есть управляемой деградации белков в клетке. До этого все изучали, как синтезируются белки. А вопрос о том, куда потом они деваются, казался самоочевидным – ну, как-то перевариваются, наверное… Но почему одни белки живут минуты, а другие – годы, долгое время никого не интересовало, хотя это не менее важный процесс. Чехановер, кстати, очень интересуется нашим проектом. Он считает, что сейчас происходит своеобразный ренессанс митохондриальной тематики. Еще недавно считалось, что функции митохондрий были исчерпывающе изучены в 70-х годах, но вот мы видим массу новых публикаций об их роли в различных патологических процессах, в том числе связанных с возрастными заболеваниями. Понимание старения тоже радикально изменилось. Теперь бороться с возрастными изменениям, искать методики, позволяющие их контролировать – уже не ересь. Например, Национальный институт старения США систематически собирает информацию о потенциальных геропротекторах, предлагая всем желающим испытать в своих лабораториях геропротекторные свойства любого нового соединения. А еще недавно самое понятие геропротекции считалось чуть ли не антинаучным.
Более того, сейчас уже есть более-менее достоверные данные о некоторых методиках, позволяющих замедлить возрастные изменения. Например, ограничение питания – его эффективность доказана на большом количестве лабораторных животных. В США сейчас завершаются многолетние исследования на макаках-резусах – моделях, максимально близких к человеку. Результаты несколько противоречивые, но несомненно, что пониженное потребление калорий защитило этих животных от одряхления – разницу можно видеть невооруженным глазом. Есть ряд химических соединений, которые пытаются использовать с той же целью. Одна из последних находок – рапамицин, показавший впечатляющие результаты в экспериментах на мышах. Так что мы с нашей теорией митохондриального старения больше не еретики и не сумасшедшие в научном сообществе.
– Сколько молекул, обладающих антивозрастным потенциалом, сейчас исследуется у вас?
– Работающих – около десятка. Их свойства можно варьировать, меняя длину молекулы, присоединяя к ней разные антиоксиданты, добавляя метильные группы и т.д. Мы, кстати, обнаружили несколько природных «ионов Скулачева» – веществ с очень похожей структурой, которые используются некоторыми растениями для борьбы с микробами.
Как правило, чем мощнее антиоксидантные свойства, тем меньше стабильность молекулы, и наоборот, так что приходится выбирать. Но это – научная часть нашей работы. Чтобы любое из этих соединений пустить в клинику, необходимо огромное количество исследований по фармакокинетике и токсикологии – в какие органы оно распределяется, как выводится из организма и т.д. Это довольно сложно, а главное не очень интересно с точки зрения науки, однако все должно быть выполнено, если мы хотим делать лекарства. Полный цикл исследований пока прошло только одно соединение – SkQ1, пластохинонил-децил-трифенилфосфоний. Под вопросом его родамин-содержащий аналог SkQR1. Это вещество обладает рядом интересных особенностей, в частности, в лаборатории оно намного лучше работает при повреждениях почек, но хватит ли нам ресурсов, чтобы довести его до клиники, пока сказать не могу.
– На какой стадии находятся сейчас исследования самого изученного вещества, SkQ1?
– Вещество в концентрации 250 нмоль/л прошло клинические исследования, необходимые для регистрации в РФ, и выведено на рынок – это препарат Визомитин, применяемый при синдроме сухого глаза. Однако по нашей инициативе клинические исследования препарата продолжаются. Кроме того, у нас есть все основания надеяться, что в самое ближайшее время мы получим разрешение на проведение клинических исследований SkQ1 в США.
– Насколько изучена безопасность этого соединения?
– Значительно лучше, чем у любого другого нового лекарства. Собраны все данные по токсикологии, определена летальная доза – она в десятки тысяч раз выше по сравнению с терапевтической. Известно, что у SkQ1 нет эффекта накопления при длительном приеме – он очень быстро выводится из организма. Причем нам стоило больших усилий проследить все эти процессы именно из-за того, что терапевтические дозы вещества очень малы, и зарегистрировать их можно только с помощью достаточно сложного и дорогостоящего оборудования.
Главный вопрос, конечно, заключается в том, что SkQ1 блокирует апоптоз, самоликвидацию клетки, запускаемую активными формами кислорода. С одной стороны, это хорошо, ведь считается, что мы стареем из-за того, что возрастает количество апоптозов на единицу времени в тканях. Но с другой стороны апоптоз – главная антираковая защита, этот механизм позволяет отбраковывать и вовремя уничтожать клетки, которые начинают бесконтрольно делиться. Соответственно, раз вещество блокирует этот процесс, то оно должно вызывать рак. Но тут все дело в деталях. Механизмов апоптоза несколько. И наше вещество воздействует только на одну «ветку» этого процесса, опосредованную активными формами кислорода митохондрий. И этот вид апоптоза, по счастью, никак не задействован в защите против онкологических заболеваний. Кстати, одно из первых исследований SkQ1 проводил Владимир Николаевич Анисимов из питерского Института онкологии имени Петрова. И он обнаружил, что SkQ1 не только не вызывает онкологических заболеваний, но и несколько замедляет их развитие. Конечно, это не противоопухолевый препарат, но и такой эффект у него был отмечен.
Конец первой части интервью. Ориентировочная дата публикации второй части – 28 января.
«Возможно, это и есть лекарство от старения»: биолог Скулачёв — о продлении молодости, мутациях и вреде кислорода
— В последнее время в СМИ появляется немало публикаций о том, что скоро человечество победит старение. Насколько это соответствует действительности?
— Чаще это медийный шум. Серьёзные учёные вообще долгое время не занимались проблемой старения — это было неприлично. Для многих борьба со старением — это как изобретение вечного двигателя: абсурдная и безнадёжная вещь. Но парадигма поменялась лет десять назад, в том числе благодаря нашему проекту.
— Почему мы стареем, и когда в организме запускается этот процесс?
— Ответа на вопрос «Почему мы стареем?» нет. Есть гипотеза, согласно которой в наши гены заложена программа, которая запускается у человека в 12—14 лет. Очевидные признаки старения проявляются к 30 годам, например старение мышц. Пик мышечной формы человека — 25 лет, в 14 лет у человека пик иммунитета. Поскольку иммунитет — краеугольный камень нашего организма, мы считаем, что после полового созревания, то есть пика иммунитета, начинается процесс старения.
— Каким образом?
— Вещества, с которыми мы работаем и которые придумал академик Владимир Петрович Скулачёв (отец Максима. — RT), состоят из двух компонентов. Один — это ион, который доставляет вещество внутрь митохондрий. Американские биохимики назвали их ионами Скулачёва. К такому иону «прицеплен» антиоксидант, который нейтрализует свободные радикалы. Вещество получило название SkQ. В результате мы получаем инструмент, который может направленно регулировать количество свободных радикалов в митохондриях. Эти радикалы, как мы считаем, играют главную роль в старении организма и развитии многих возрастных болезней.
— Пока на основе ионов Скулачёва созданы только глазные капли и несколько косметических средств для сохранения молодости кожи. Почему вы остановились именно на этих препаратах?
— Мы начали давать небольшие дозы SkQ стареющим животным — определённому виду крыс, чтобы посмотреть, увеличится ли продолжительность их жизни. Одним из эффектов этого эксперимента стало то, что животные не слепли с возрастом. Это нас вдохновило на создание глазных капель. В России глазные капли зарегистрированы, а в США препарат прошёл первую и вторую стадии клинических испытаний. С 2015 года появились в аптеках. У них пока два показания к применению: синдром сухого глаза и катаракта. Недавно мы узнали, что некоторые дамы применяют наши капли против старения кожи. Но для этих целей они не подходят — там очень мало SkQ. И мы сделали косметическое средство, в котором дозировка ионов Скулачёва в 40 раз больше. Это позволяет антиоксиданту проникать в глубокие слои эпидермиса и достигать живых клеток. Однако, чтобы всерьёз заниматься косметологией, нужна своя линейка косметических средств.
Этим мы толком заниматься не стали, потому что академик Скулачёв запретил отвлекаться на косметику и потребовал, чтобы мы работали над лекарствами для всего организма, а не только для кожи. Мы работаем над препаратом «системного действия», и это будет лекарство.
— То есть контракт с косметической фирмой вы не рассматриваете?
— Год назад в журнале Aging была опубликована статья, в которой говорилось, что Стокгольмский университет успешно протестировал ваш препарат по замедлению старения на мышах. Раствор SkQ1 для приёма внутрь сейчас проходит клинические испытания. Когда «лекарство от старости» может появиться в аптеках?
— Возможно, это и есть то самое лекарство от старости. В аптеках оно появится через два-три года.
Сейчас мы завершили первую фазу испытаний на здоровых добровольцах, но нужны дополнительные исследования. Сначала мы испытаем препарат на пожилых людях, а потом будем опускать возрастную планку.
Что интересно, у препарата пока мы не видим побочных эффектов — через сутки он полностью выводится из организма. Приём можно прекратить в любой момент без последствий. Но для достижения требуемого эффекта препарат нужно применять постоянно. Необходимо, чтобы вещество всегда было в митохондриях.
— К вашему проекту относятся по-разному. В прессе появляются как положительные, так и негативные отзывы о вашей работе. Как вы реагируете на критику?
— Нас критикуют на основании популярных статей. Прочитав в каком-нибудь СМИ «облегчённую версию нашей работы», журналисты акцентируют внимание на самых провокационных заявлениях типа «будем играть в футбол до 300 лет» и т.п. Такие заявления не выдерживают серьёзной научной критики. Про SkQ опубликовано уже более 200 работ в международных научных журналах — вот их критиковать гораздо сложнее.
— Как вы относитесь к использованию стволовых клеток? В чём преимущества антиоксидантного подхода по сравнению, например, с генной терапией?
— Отношусь к генной терапии очень настороженно. В отличие от неё наш подход обратим. Но если вы поменяли гены в своём организме, то это навсегда. «Отмотать всё назад» в случае побочных эффектов не получится. Конечно, наиболее кардинальный способ борьбы со старением — «замена» генов в организме, как это произошло в природе у голых землекопов (грызуны семейства землекоповых. — RT). Но подобной технологии пока не существует.
— Кстати, о голых землекопах: в МГУ появилась целая колония этих грызунов, первая в России. Чем так интересны для исследователей эти животные?
— Землекопы — краеугольный камень в доказательстве того, что жизнь без старости возможна. Это существо нестареющее. Его сородичи живут два-три года, а он — в десять раз дольше. При этом с возрастом у голых землекопов не повышается смертность, как и частота старческих болезней. Это если не супермен, то супермаус — он не болеет раком, обладает потрясающими регенерирующими способностями.
Мы исследуем их всего полтора года, прежде всего их митохондрии. Землекопы прижились, принесли потомство. Самое главное, что мы не наблюдали за это время ни одного случая развития старческой патологии. Если верить научной литературе, то следующие 10—15 лет мы тоже у них ничего не зарегистрируем, но это нуждается в проверке.
— У вашего проекта несколько спонсоров, среди которых был бизнесмен Олег Дерипаска. Почему он прекратил финансирование исследований?
— Это совпало с кризисом 2008 года. Он потерял колоссальные деньги, и ему было не до поддержки рискованных научных исследований. Но мы не пропали — получили инвестиции от двух частных инвесторов и корпорации «Роснано», которая взяла на себя половину инвестиционной нагрузки до 2016 года.
— Насколько затратны ваши исследования?
— С одной стороны — весьма затратны, с другой — все инвестиции в наш проект — это зарплата одного среднего нападающего топ-клуба Российской футбольной премьер-лиги за пять лет.
— Сегодня многие состоятельные люди просто одержимы вопросами омоложения. Найти инвестора, наверное, было несложно?
— Вы сказали, что лекарство от старения поступит в аптеки через два-три года. А будет ли оно по карману простым смертным?
— Да, будет. Хотя я пока точно не могу сказать, сколько оно будет стоить. Но уверен, что цена его будет разумной и каждый сможет позволить себе купить этот препарат.
— Проявляют ли интерес к вашим разработкам западные компании?
— Со стороны зарубежных фармакологических компаний есть серьёзный интерес. В первую очередь — к глазным каплям.
— Получаете ли вы поддержку своих исследований на государственном уровне?
— Да. Исключительную роль в нашем проекте сыграл МГУ, поскольку все инвесторы так или иначе были найдены при помощи руководства университета, и в первую очередь — ректора. Несколько раз у нас были тяжелейшие кризисы, связанные с нехваткой денег. И всегда Виктор Садовничий приходил к нам на помощь.
— Есть ли у вас прямые конкуренты на Западе?
— Сейчас американцы начали большой проект на основе митохондриальных антиоксидантов. Им удалось привлечь колоссальные инвестиции. Они тоже запустили серию клинических исследований. Правда, о старении они прямо не говорят, делая упор на сопутствующие болезни. Это наши конкуренты.
— Как разрабатываемый вами препарат изменит жизнь человечества?
— Он может сильно снизить частоту появления возрастных болезней, хотя и не избавит человечество от них полностью. Также, в случае подтверждения нашей гипотезы, он даст шанс продлить молодость, по крайней мере вдвое. Сейчас считается, что крайняя отметка молодости организма — 45 лет. Таким образом, можно будет продлить молодость до 90 лет.
Ученый — о том, как работают таблетки «от старости» и сколько ждать их появления
Времена, когда эликсир молодости казался историей из сказок, кажется, подходят к концу. Уже известно несколько сотен геропротекторов — лекарств, которые доказанно замедляют старение у животных. Постепенно ученые все ближе подбираются к тому, чтобы открыть лекарство для человека, которое будет способно системно решить проблему старения и возрастных болезней. Какие вопросы сейчас стоят перед разработчиками «таблетки от старости», мы узнали у Максима Скулачева, кандидата биологических наук, генерального директора фармацевтической компании «Митотех», соавтора книги «Жизнь без старости».
Возможно ли теоретически сделать «лекарство для молодости» и избавить человечество от процесса старения?
Теоретически лекарство от старости (геропротектор) сможет избавить и от болезней, которые ей сопутствуют?
Да, есть болезни, которые чаще встречаются с возрастом, потому что они зависят от механизма старения. Это значит, что болезни появляются не сами по себе, а из-за того что работает специальный механизм, который постепенно портит организм и тем самым неуклонно повышает вероятность возникновения болезней. То есть причина не в самой болезни. Поэтому если мы бьем по старению, то должны увидеть эффект снижения выраженности возрастных болезней, вероятности их наступления и скорости развития.
Какие болезни зависят от возраста?
С возрастом возрастает вероятность появления сердечно-сосудистых заболеваний, нейродегенеративных (болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера), аутоиммунных (артрит, склероз, сахарный диабет I типа), а также рака, кроме того, может произойти нарушение работы иммунитета. Кстати, коронавирус подсветил проблему заболеваний, связанных с возрастом.
Каков механизм старения? В генах записана информация о том, сколько мы будем жить, когда у нас начнутся болезни от старости?
Механизм старения неизвестен. Мы можем описывать изменения, происходящие с возрастом, но почему мы стареем, ученые до конца не знают и продолжают спорить друг с другом по этому вопросу.
Есть классическое представление в геронтологии насчет механизма старения — это теория накопления ошибок. Смысл ее в том, что мы рождаемся с неким ресурсом, запасом прочности и дальше всю жизнь постепенно изнашиваемся, накапливаются разные случайные ошибки, потому что наш организм несовершенен. И в конце концов все переходит в необратимую фазу, появляются тяжелые болезни и человек умирает. Я с такой теорией категорически не согласен. Уже доказано, что есть организмы, которые стареют не по этой схеме.
У человека есть свойство регенерации. Если бы мы были просто автомобилями и все зависело от того, насколько хорошо нас собрали на заводе, то те, кто хорошо собран, жили бы дольше. Но биологические организмы могут подкручивать свои гайки самостоятельно — это свойство регенерации. Оно работает отлично до 30 лет. Крысы живут два-три года, то есть они седеют, глупеют, у них выпадают волосы и развивается онкология на второй год жизни. У нас же все эти приключения длятся 70 лет.
Несколько десятков лет у нас очень хорошее здоровье, а потом ресурс регенерации кончается. Это очень странно с биологической точки зрения, потому что непонятно, с какой стати ресурс должен кончаться. Мы считаем, что в нас заложена специальная генетическая программа старения, которая запускается сразу после полового созревания. Цель работы этой программы — постепенно портить наше тело. Запускаются конкретные механизмы, которые повреждают наши клетки и ткани. Похоже, это механизмы, связанные с системой воспаления и с продукцией свободных радикалов.
С одной стороны, старение генетически запрограммировано. Но не все так просто. Все биологические генетические программы находятся под строгим контролем нашего организма. Эти программы, как правило, дублируются для лучшей защиты. Работу генетических программ можно ускорять или замедлять, поэтому то, сколько человек проживет, зависит не только от его генетики, но и от того, в каких условиях работали гены, то есть от того, как человек проживает свою жизнь. Вклад генетики в то, сколько мы проживем и какое у нас будет здоровье, составляет 30%. Остальные 70% — это тонкие настройки в ходе жизни человека.
Для чего нужен процесс старения с точки зрения современной биологии, теории эволюции?
Для ускорения эволюции естественному отбору проще всего идти на немного ослабленных особях, а не на молодых и здоровых. На фоне молодых мелкие признаки эволюционных улучшений незаметны, но если немного ухудшить работу всех систем организма, то здесь маленькие преимущества могут стать решающими и тогда естественный отбор сохранит особей, у которых такие преимущества есть. Старение должно начинаться очень рано, скорее всего, сразу после полового созревания. А некоторые ученые думают, что это происходит сразу после рождения. Ослабление, которое помогает естественному отбору, происходит уже к репродуктивному возрасту, потому что молодые особи становятся немного хуже по биологическим параметрам, чем в детстве.
Мы с коллегами рассматриваем старение как очень вредное свойство, которое человек унаследовал от животных. Свойство это было изобретено природой для ускорения эволюции, но человек уже давно перестал эволюционировать. Вместо черепашьих темпов биологической эволюции мы используем гораздо более эффективную вещь — технический прогресс. И сейчас вполне можно ставить вопрос о том, чтобы применить этот прием — технический прогресс — для того, чтобы наконец избавиться от старения. Подробнее тему старения и лекарства от нее я раскрываю в цикле лекций для студентов МГУ «МФК: Жизнь без старости» [1].
Через сколько лет мы уже сможем купить лекарства от старости в обычной аптеке?
Разработка препарата, который достоверно будет замедлять процесс старения, уже ведется. И до появления препарата от старости в аптеке осталось от трех до десяти лет. Хотя три года — это я оптимистично сказал, но сейчас в мире ускоряется разработка лекарств. На стадию клинических исследований переходят несколько препаратов, цель которых именно старение, а не отдельная болезнь. Это большая новость. Такого лекарства еще не было в истории человечества.
Вряд ли какой-то препарат от старости из тех, которые сейчас проходят испытания, кардинально решит проблему старения. Но если будет доказано, что он хотя бы немного замедляет процесс старения, это станет сигналом для активной работы в этом направлении, для новых клинических исследований.
По оценкам сайта geroprotectors.org, человечество уже разработало 259 геропротекторов. Эти препараты не влияют на замедление старения человека?
Не существует ни одного препарата, который доказанно замедляет старение человека. Если кто-то сейчас говорит о геропротекторах, которые доказали свою эффективность, то речь идет об испытаниях только на животных. Некоторые разработки, например, отодвигают наступление старческих заболеваний у животных и это выглядят многообещающе. Но у препарата от старения должны быть признаки панацеи для человека, то есть этот препарат должен действовать сразу на несколько болезней. Кстати, уже выходят научные статьи, которые призывают научное сообщество не бояться слова «панацея».
Каким должен быть геропротектор? Это должна быть таблетка или некая процедура, которая будет связана с генной терапией или более сложными вещами?
В ближайшие пару лет только начнутся клинические испытания лекарств от старения на человеке. Поэтому когда люди называют какое-то вещество геропротектором, то они выдают желаемое за действительное. Например, геропротектором называют сильный антиоксидант витамин C. На животных он работает неплохо, но не удалось доказать то, что он продлевает жизнь человеку. Тем не менее он может быть в списках геропротекторов. Постепенно человечество движется в сторону создания первого клинически доказанного геропротектора.
Об антиоксидантах и их пользе уже давно говорят по ТВ и на сайтах, связанных со здоровьем. А как работают антиоксиданты в нашем теле? В каких продуктах содержатся антиоксиданты?
Есть такие вредные и ядовитые для человека вещества, как свободные радикалы. Активная форма кислорода — это один из вариантов свободных радикалов. Когда кислород в результате реакций в организме получает лишний электрон, то он может превратиться в радикал кислорода. Это очень сильный окислитель, его активность примерно такая же, как у хлорки.
Уже больше 50 лет известно, что свободные радикалы (активные формы кислорода, азота, хлора) связаны со старением. И с возрастом можно зарегистрировать их большое количество в тканях и клетках. Также увеличивается количество продуктов окисления: белков, нуклеиновых кислот, а это уже путь к возникновению мутаций. Одна из теорий старения — свободнорадикальная. Она утверждает, что механизм старения основывается на работе свободных радикалов. Антиоксиданты как раз нейтрализуют свободные радикалы.
Антиоксиданты — это витамины C и E, N-ацетилцистеин, флавоноиды зеленого чая и многие другие. На 80-е годы пришелся бум антиоксидантов: последователи свободнорадикальной теории призывали употреблять их в огромных количествах и верили, что люди в таком случае не будут стареть. Но, к сожалению, из этого ничего хорошего не получилось. Потому что жизнь устроена сложнее.
Почему же не получилось продлить жизнь с помощью традиционных антиоксидантов?
Потому что они работают только в специфических ситуациях. При некоторых процессах, например ишемии, в организме производится огромное количество свободных радикалов и их можно нейтрализовать традиционными антиоксидантами. Но сейчас слово «антиоксиданты» стало ругательным. Сейчас период разочарования в антиоксидантах. Кстати, нашей работе это очень мешает. Наш препарат разработан как раз на основе нового антиоксиданта.
Организм — это не бурдюк с жидкостью, в который можно что-то добавить и оно сразу сработает. И организм в целом, и клетка сильно структурированы. Большинство антиоксидантов не проникает внутрь клетки. Те окислительные процессы, которые создают свободные радикалы, происходят внутри клетки. Кроме того, когда антиоксидант провзаимодействовал с радикалом, он отдает электрон и зачастую превращается в весьма неприятное радикальное соединение. Оно не так страшно, как радикал кислорода, но все равно это ядовитое вещество. И, применяя антиоксиданты, ученым надо подумать, что будет с продуктами реакции антиоксиданта, с кем они будут реагировать, кто их будет утилизировать.
Еще одна причина, почему с радикалами не получилось справиться: они образуются в разных частях клетки и в разных видах клеток. Традиционные антиоксиданты (витамины C, E) заливают весь организм, нейтрализуют без разбора радикалы только вне клеток, при этом образуются ядовитые продукты реакции. В целом результат действия традиционных антиоксидантов очень слабый.
Мы с коллегами придумали антиоксидант, который действует только на определенный тип вредных радикалов в митохондриях, энергетических станциях клеток. С точностью нанометра наш антиоксидант попадает в митохондрию. Наше предположение заключается в том, что с его помощью можно получить действенное вещество, которое будет работать против старения. Это мы проверяем последние десять лет и результаты пока что успешные.
То есть не стоит есть в больших количествах продукты с антиоксидантами (лимоны, апельсины, виноград, яблоки), чтобы бороться со старостью?
Нет, это бесполезно. Разве что если человека забросили на Северный полюс и у него начинается недостаток витамина C, он рискует получить цингу и другие неприятные последствия. А если вы живете в городе, питаетесь не только фастфудом, а едите зелень, фрукты и попиваете зеленый чай, то вы уже получаете уже достаточное количество антиоксидантов и можете спать спокойно. Дополнительные витамины-антиоксиданты в натуральном виде или в таблетках вам не помогут защититься от старости.
В чем секрет вечной молодости живых существ, которые не стареют?
Есть существа, которые живут очень мало, но при этом не стареют. Им не нужен этот механизм. Насекомые за несколько недель проходят через стадию гусеницы и превращаются в мотылька, который живет 24 часа. А потом они обязательно умирают, потому что у некоторых видов отсутствует рот. В финальной стадии развития их главная цель — размножиться.
Есть существа, которые по сложности их организации, развитости их тела должны стареть, но, похоже, этого не происходит. Например альбатросы, которые чем старше становятся, тем больше километров могут преодолевать. То есть у них явно растет сила с возрастом. При этом они живут больше 50 лет и до сих пор непонятно, почему они умирают, ведь механизма старения у них нет.
Но птиц тяжело изучать и сравнивать. Нам интереснее млекопитающие. Самый интересный объект для биологов — это близкий родственник мыши, африканский грызун «голый землекоп». Мыши живут 2–3 года, а землекопы — больше 38 лет. У землекопов нет признаков старости — специфических болезней, ослабления мышц, нарушения репродуктивных функций, нервных расстройств.
Потрясающий результат получили ученые, которые провели эксперимент зависимости смертности от возраста у «голых землекопов». Как я уже говорил, старение — это рост вероятности умереть со временем. У землекопа вероятность умереть одинаковая в течение всей жизни. Это прямое доказательство, что это нестареющее млекопитающее.
В чем же отличие землекопа от мыши? Почему он не стареет?
Землекопы — это супермыши. По физиологическим и морфологическим параметрам они похожи на крысенка. У них все устроено, как у эмбриона или новорожденного грызуна. И землекопы сохраняют это состояние новорожденного грызуна в течение десятков лет. Это редкое явление называется неотения. На наш взгляд, секрет долгожительства землекопов как раз в этом. Их развитие не доходит до той точки, когда должно запускаться старение. Три года назад мы опубликовали эту теорию в научном журнале Physiological reviews [2]. Из нее есть два очень важных следствия.
Первое — старение в какой-то момент запускается. То есть это необязательный атрибут живого существа даже у млекопитающих. Механизм старения можно отменить какими-то тонкими настройками в организме.
Второе. Как же теперь отменить процесс старения у человека? Вмешиваться в генетику и изменять программы нашего развития — это безумие. Мы совершенно к этому не готовы. Значит, нужно найти технологию, которая позволит победить старость. Человек же по сути не эволюционирует, он использует технологический прогресс. Когда нужно чего-то добиться, то мы не ждем тысячи лет, когда научимся переваривать грубую пищу. Мы изобретаем огонь, чтобы эту пищу пожарить. Так вот, для победы над старением мы предлагаем не ждать миллионы лет эволюции, а применить технический прогресс. Собственно, этим занимаемся мы и другие ученые.
Насколько удалось продлить жизнь грызунов и других животных с помощью препаратов от старения?
Если говорить о максимальной продолжительности жизни, то не намного. В английском языке есть хорошее выражение «health span» — продолжительность здоровой жизни, время до появления явных признаков старости. И это время для мышей можно удвоить. Здесь имеются в виду не генетические трансформации мышей, а тестирование на них медицинских препаратов. Обычно мыши стареют, начиная с одного года от рождения, но можно добиться, чтобы они начали стареть с двух лет с помощью геропротекторов.
Мы используем митохондриальный антиоксидант. Это вещество не снижает вероятность появления раковых опухолей у мышей, но подавляет другие причины смерти — ослабление иммунитета, сердечно-сосудистые заболевания и другое. При этом наш препарат не увеличивает вероятность появления рака. Если говорить про рак, то он становится все менее смертельным заболеванием для человека. Его умеют диагностировать, предсказывать по генетическому анализу, совершенствуются методики терапии. Так что в ближайшем будущем мы надеемся на победу над старостью и возрастными болезнями.
Удвоение периода здоровой жизни для человека будет иметь колоссальный эффект. Потому что сейчас, согласно международной классификации, считается, что молодость продолжается до 45 лет, а если она увеличится до 90 лет? Жизнь станет совершенно другой.
Кстати, интересный факт: есть даже премия M Prize, которую дают команде ученых, которая существенно продлила жизнь мышам.