Долголетие человека новейшие исследования: Найдены 2000 новых генов, определяющих долголетие

Найдены 2000 новых генов, определяющих долголетие

Исследователи обнаружили свыше 2000 генов, влияющих на продолжительность жизни животных, связанных с восстановлением ДНК, свертываемостью крови, иммунными реакциями. Они также кодируют более стабильные белки у долгоживущих видов. Авторы работы рассчитывают, что эти данные удастся использовать в медицине для борьбы с заболеваниями, вызванными старением.

Международная исследовательская группа под руководством специалистов из Института эволюционной биологии в Барселоне (Испания) идентифицировала более 2000 генов, связанных с долголетием человека, изучая эволюционные адаптации к самым разным условиям жизни у других млекопитающих. Статья об этом опубликована в журнале Molecular Biology and Evolution.

По словам ученых, эта работа — крупнейшее сравнительное исследование геномики, проведенное на сегодняшний день, — открывает двери для разработки новых терапевтических методов для лечения заболеваний, связанных со старением, на основе знаний эволюционной биологии.

Рост, импотенция, холестерин: как предсказать время смерти

Датские ученые выяснили, что уменьшение роста у женщин связано с риском преждевременной смерти…

27 августа 21:22

Ученые поставили перед собой цель выяснить, что определяет продолжительность жизни каждого из 57 изученных ими видов млекопитающих, зная, что генетическая и фенотипическая информация связана с той или иной экологической адаптацией, способствующей долголетию. Например, продолжительность жизни возрастает у тех видов, что приспосабливаются к жизни на деревьях, обитают под землей или имеют большую массу тела, поскольку все эти адаптации позволяют избежать нападения хищников. Таким образом выявилась весьма существенная разница в генотипах между млекопитающими с коротким периодом жизни, такими, как землеройки и мыши, живущие всего около двух лет, и долгоживущими видами, такими как киты, которые могут прожить до 200 лет. Люди находятся где-то посредине, проживая максимум до 120 лет.

До сих пор в большинстве исследований гены долголетия человека изучались путем сравнения геномов лишь у людей, у которых продолжительность жизни варьируется намного меньше, чем среди других млекопитающих.

Новое исследование позволило выявить более 2000 новых генов, связанных с долголетием у людей, и впервые в результате эволюционного сравнительного исследования геномики были идентифицированы гены, которые участвуют в восстановлении ДНК, свертывании крови и иммунных реакциях, влияющих на продолжительность жизни. Интересно, что большинство выявленных адаптаций не обнаруживается в современных человеческих популяциях или частота встречаемости соответствующих аллелей оказывается ниже 1%. Следовательно, почти ни один из этих предположительно важных вариантов нельзя было бы обнаружить с помощью полногеномных ассоциативных исследований. Найдены также гены, кодирующие более стабильные белки у долгоживущих видов.

«Когда вы сравниваете только человеческие геномы, вы видите различия между генами, которые кодируют небольшие различия в продолжительности жизни между людьми, но генетическая структура, возможно, основана на мутациях, которые произошли и закрепились миллионы лет назад в нашей эволюционной линии», — объясняет Аркади Наварро, один из руководителей группы исследователей, работающий в лаборатории эволюционной геномики Института эволюционной биологии.

«Используя вариации, которые наличествуют между другими видами млекопитающих, мы можем гораздо ближе подойти к выявлению геномных различий, важных для долголетия, которые при этом не выявляются на генетическом уровне между самими людьми», — считает другой соруководитель исследования, Херард Мунтане, также работающий в Институте эволюционной биологии.

Злые антитела: почему часть пациентов умирает от COVID-19

Причиной почти 20% смертей от COVID-19 могут быть аутоантитела, считают иммунологи. Аутоантитела могут…

02 сентября 14:19

Один из эффектов, наблюдаемых у всех млекопитающих после определенного возраста, заключается в том, что протеом — совокупность всех белков, экспрессируемых геномом и производимых клетками, — дестабилизируется по причинам, которые еще не совсем понятны, но все это способствует постепенной деградации организма. Ученые обнаружили, что дестабилизация белков у каждого вида происходит в весьма разном возрасте, и это тоже наводит на размышления о возможных причинах долголетия того или иного индивидуума. В результате этого исследования было выявлено, что белки, содержащие аминокислотные изменения в более старых организмах, значительно более стабильны, чем белки в короткоживущих организмах.

«Мы считаем, что белок более стабилен, если он продолжает функционировать в течение более длительного времени внутри клетки, не разрушаясь. Мы видели, что эта общая стабилизация протеома заложена в основном в генах, которые, как мы обнаружили, связаны с возрастом и долголетием», — заключил Мунтане.

Новое исследование в перспективе позволит разработать терапевтические методы для лечения заболеваний, связанных со старением и со здоровьем людей в целом. Сравнение же генома человека с геномами других млекопитающих — сравнительная геномика — сулит новые необычные перспективы. «Мы могли бы изучить любой иной аспект человеческого здоровья или заболеваний, например, охватить проблемы повышенного артериального давления, избытка холестерина, онкологические заболевания, используя тот же подход», — говорит Мунтане.

В будущем возможны также эксперименты с вмешательством в геномы животных, которые могли бы повысить стабильность протеома, улучшить здоровье или увеличить продолжительность жизни.

Нашли предел долголетия

Людям не жить дольше 125 лет, считают американские ученые, оценившие возраст известных долгожителей мира.

Они полагают, что улучшение качества жизни не приведет к дальнейшему росту ее продолжительности.

Благодаря развитию медицины и росту качества жизни средняя продолжительность жизни человека с XIX века заметно возросла. Демографические данные показывают, что максимальный возраст человека неуклонно увеличивается. Современные исследования демонстрируют, что продолжительность жизни некоторых животных можно увеличить с помощью определенных препаратов.

Результаты этих экспериментов дают основания полагать, что, возможно, продолжительность жизни не имеет строгих ограничений. Тем не менее, исследователи Сяо Донг, Ян Вийг и Брендон Милхолланд из Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна при Иешива-университете настроены не столь оптимистично -по результатам их исследования максимальная продолжительность жизни уже практически достигнута.
Чтобы разобраться, есть ли у продолжительности жизни какие-то пределы, Донг и его коллеги использовали данные, взятые из базы данных о смертности (Human Mortality Database, HMD). Они предположили, что, если таких пределов нет (либо мы еще нескоро их достигнем), то и возраст долгожителей должен со временем увеличиваться. Однако, например, в Швеции более чем за 100 лет не произошло практически никаких изменений по этому показателю: в 1860-х годах самому старому человеку на момент смерти был 101 год, в 1990-х — 108. Да и в 88% из рассмотренной 41 страны наибольшая продолжительность жизни была достигнута в 1980-е и с тех пор не менялась.

Ученые проанализировали показатели максимальной продолжительности жизни в последние десятилетия во Франции, Японии, США и Англии — странах с наибольшим количеством долгожителей. Они обнаружили, что со времени смерти Жанны Кальман, самой старой женщины, достоверно прожившей 122 года, максимальная продолжительность жизни и вовсе снизилась — если с 1968 по 1994 год она возрастала на 0,15 года ежегодно, то за период с 1995 до 2006 уменьшалась ежегодно на 0,26 года.

При этом количество пожилых людей по всему миру возросло.

Ученые, исследующие процессы старения, знают, что продолжительность жизни сильно варьируется в зависимости от вида. Однако внутри вида она практически фиксирована. В защищенных условиях, когда возможность нападения крупного хищника исключена, мыши живут около тысячи дней, собаки — около 5 тысяч, люди — около 29. «Очевидно, что есть биологические причины, ограничивающие продолжительность жизни каждого вида, так откуда взялась мысль, что люди могут жить намного дольше, чем сейчас? — комментирует работу геронтолог Джей Ольшанский из университета Иллинойса в Чикаго. — Увеличение продолжительности жизни в последние 30 лет никак не повлияло на темпы старения. Однако оно отражает произошедшие за это время положительные изменения в здравоохранении. Удалось снизить до минимума детскую смертность, что дало большинству людей в развитых странах шанс дожить до старости. Сейчас люди умирают в возрасте 65-95 лет.

Но без дальнейших прорывов в области биомедицины сильно поднять продолжительность жизни  пока не удастся».

Теория, в соответствии с которой старение вызвано механизмами естественного отбора, сейчас устарела, отмечают авторы исследования. Они предлагают рассматривать его как побочный продукт генетических программ, отрабатываемых в начале жизни — таких, как рост, развитие и размножение. А пределы продолжительности жизни определяются набором закодированных в геноме видоспецифичных систем, которые противодействуют этому побочному продукту. И, чтобы выйти за пределы долголетия, необходимо нечто большее, чем забота о здоровье.

Многие ученые уже сейчас ведут исследования в области терапии старения с помощью генной терапии и определенных препаратов — так, например, выяснилось, что показанный диабетикам для снижения сахара в крови метформин и иммунодепресант рапамицин способны продлить жизнь лабораторным животным.

А в 2015 году глава корпорации BioViva Элизабет Пэрриш стала первым человеком, прошедшим генную терапию — ей ввели препараты, призванные бороться с укорачиванием теломер (концевых участков хромосом, укорачивание которых считают одной из причин старения) и потерей мышечной массы. Впрочем, достоверных доказательств омоложения Пэрриш не предоставила.

Основываясь на своих наблюдениях, рассчитали, что 125 лет — абсолютный предел долгожительства для людей в обозримом будущем.

Начиная с XIX века, средняя продолжительность жизни постоянно увеличивалась — этому способствовало развитие здравоохранения, питание и другие факторы. В среднем, американцы, родившиеся в этом году, могут дожить до 79 лет — в 1900 году они могли бы рассчитывать только на 47. За последние сорок лет выросла и максимальная продолжительность жизни. Но учёные уверены, что человечество упирается в границы возможного. «Специалисты по демографии и биологи утверждают: нет никаких оснований считать, что нынешний рост максимальной продолжительности жизни скоро закончится, — говорит ведущий автор исследования доктор Ян Вейг (Jan Vijg). — «Но наши данные свидетельствуют о том, что мы достигли предела ещё в 90-х».

Исследователи проанализировали информацию Базы данных человеческой смертности (Human Mortality Database), которая содержит демографические данные о жителях более 40 государств. С 1900 гг. в этих странах наблюдается снижение смертности среди пожилых людей. С каждым календарным годом в каждой возрастной группе увеличивалось число тех, кто дожил до преклонного возраста (70 лет и старше), что указывает на постоянное увеличение средней продолжительности жизни. Но когда исследователи проанализировали выживаемость людей старше ста лет за период с 1900 по настоящее время, они обнаружили, что пик её роста приходится на возраст около ста лет и затем быстро снижается, независимо от года рождения.

Затем учёные рассмотрели сведения о максимальном возрасте на момент смерти, полученные из Международной базы данных о продолжительности жизни (International Database on Longevity). Они обратили внимание на людей из стран с наибольшим числом долгожителей (США, Франция, Япония, Великобритания), которым в 1968-2006 гг. исполнилось более 110 лет. В 70-90-х гг. возраст долгожителей на момент смерти быстро увеличивался, но к 1995 году рост прекратился — и это ещё одно доказательство того, что продолжительность жизни достигла предела.

На основе данных о максимальном возрасте на момент смерти, исследователи рассчитали, что средняя максимальная продолжительность жизни составляет 115 лет — хотя некоторые преодолевают этот барьер и живут дольше. Абсолютным пределом человеческой жизни исследователи признали 125 лет. Это означает, что в каждый конкретный год вероятность найти человека, дожившего до 125 лет, составляет меньше 1 к 10 000.

«Успехи в борьбе с инфекционными и хроническими заболеваниями могут увеличить среднюю, но не максимальную продолжительность жизни, — говорит Вейг. — Хотя потенциально прорывы в лечении могут увеличить продолжительность жизни и вывести её за рассчитанные нами пределы, для этого они должны быть настолько значительными, чтобы пересилить генетические варианты, совокупность которых, судя по всему, определяет продолжительность жизни. Полагаю, ресурсы, которые сейчас тратятся на увеличение продолжительности жизни, стоило бы направить на улучшение состояния здоровья в пожилом возрасте и рост количества здоровых лет жизни».

Источник

Ссылка на оригинал: https://www.gazeta.ru/science/2016/10/06_a_10232579.shtml

«Подсмотреть» механизмы долголетия

Ученые Института биологии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН (г. Сыктывкар) ведут экспериментальные генетические исследования старения и долголетия.  Рассматривая на модельных животных организмах механизмы продолжительности жизни в совокупности с рядом факторов, специалисты изучают причины, влияющие на скорость старения. Анализ результатов позволит выделить наиболее перспективные направления для будущих разработок по замедлению процессов старения человека

Понимание процесса старения человека и поиск возможных путей обретения долголетия – тема вечная и дискуссионная – до сих пор в центре внимания широкого круга специалистов. Развитие инноваций и высоких технологий изменили условия жизнедеятельности современных людей, а тем самым отодвинули границы проявлений биологического старения, способствуя сохранению сил и ресурсов, продлению полноценного функционирования физиологических систем и даже предоставлению возможности воспроизводить потомство в зрелом возрасте. Тем не менее, необратимый процесс старости и появление возраст-зависимых заболеваний заставляет ученых обращать внимание на комплекс разных причин, вызывающих изменение биологической составляющей организма человека. Изучение регенеративных процессов, экспрессии генов, методов фармакологической коррекции позволят понять причину и, вероятно, затормозить патологическое преобразование тканей, а значит увеличат число долгожителей.

Сотрудники Института биологии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН (г. Сыктывкар) выясняют, какие факторы влияют на продолжительность жизни, возрастные изменения иммунитета, активную деятельность, противовирусную и антибактериальную реакцию организма. Экспериментальные исследования помогают изучить ключевые молекулярные механизмы антивозрастного действия, которые связаны с реакцией на стресс, антиоксидантной и противовоспалительной защитой клеток, в частности, понять, каков потенциал генов, отвечающих за регулирование продолжительности жизни у разных видов млекопитающих, и   наблюдаемые закономерности.

Алексей Александрович Москалев – профессор, доктор биологических наук, член-корреспондент РАН, заведующий лабораторией геропротекторных и радиопротекторных технологий Института биологии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН (г. Сыктывкар), главный научный сотрудник Научно-клинического геронтологического научного центра (г. Москва)

Алексей Александрович Москалев – профессор, доктор биологических наук, член-корреспондент РАН, заведующий лабораторией геропротекторных и радиопротекторных технологий Института биологии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН (г. Сыктывкар), главный научный сотрудник Научно-клинического геронтологического научного центра (г. Москва) – рассказал о разных аспектах проводимых исследований и выявленных достижениях по вопросу продолжительности жизни.

«Генетику долголетия можно исследовать у людей-долгожителей (людей в возрасте более 90–100 лет). Это самый трудный путь по нескольким причинам. Во-первых, людей-долгожителей довольно мало, еще меньше тех, у кого индивидуально секвенировали геном (наследственную информацию хромосом) и транскриптом (совокупность матричных РНК, отражающих активность генов). Это существенно влияет на статистическую значимость выводов и вероятность ошибки. Кроме того, подобное научное исследование требует наличия контрольной выборки, которую не просто организовать в отношении долгожителей. Кто будет контролем? Люди из той же популяции и того же пола? Пожилые люди 80+? А если они тоже когда-то станут долгожителями (90+)? Второй генетический подход к старению – это модельные исследования с лабораторными животными, у которых с помощью генной инженерии активированы или выключены интересующие нас гены, что привело к существенному продлению жизни у таких линий животных в сравнении с родительскими линиями. Третий источник данных о долголетии – это долгоживущие млекопитающие как наиболее эволюционно близкие к человеку животные. Это эксперимент, который поставила сама природа. Например, слоны и серые киты живут в среднем столько же, как и большинство людей, а гренландские киты – примерно в два раза больше. Есть еще млекопитающие-экстремальные долгожители в сравнении с близкородственными видами. Например, голый землекоп живет в лаборатории более 30 лет, тогда как другие лабораторные грызуны – 3-4 года (мыши, крысы). Или мелкие летучие мыши, в частности ночница Брандта, которая является самым мелким долгоживущим млекопитающим, в дикой природе доживает до 40 и более лет при средней массе тела 8 г. Кстати с коллегой из Гарвардской медицинской школы Вадимом Гладышевым и сотрудниками Пекинского института генома мы в 2012 году впервые расшифровали ее геном и транскриптомы печени, почек и головного мозга. Правда, как прожить 30-40 лет, мы с вами и сами знаем.

Как вариант, есть еще более экстремальные долгожители, такие как гренландская акула (400+ лет), моллюск исландская циприна (500+), сосна долговечная (10000 лет). Можно сравнивать их геном с близкими «короткоживущими» видами. Интересно «подсмотреть» механизмы долголетия у таких видов и попытаться их применить у человека.  Каким образом? Что касается долголетия, гены, влияющие на него, могут быть интересны как мишени для вмешательств. В общем-то любое лекарство – это активатор или ингибитор каких-либо белков или кодирующих их генов. Зная, какие гены нужно активировать/подавлять для долголетия, можно создать новые лекарства против возраст-зависимых заболеваний или для замедления самого старения у человека, –

 Алексей Москалев подробно пояснил, какое значение имеют исследования по изучению молекулярных механизмов долголетия и зависимых от возраста изменений экспрессии генов. –

В настоящее время мы владеем методами, позволяющими прицельно активировать или выключать определенные гены у человека. Потому что далеко не все гены, в том числе связанные с долголетием, могут регулироваться с помощью лекарств. Генотерапевтические вмешательства сейчас успешно применяются для лечения редких наследственных заболеваний, а также для создания вакцин нового поколения от коронавируса. Можно ожидать создание вакцин долголетия, когда вместо «вредного» гена коронавирусного белка в клетки будут доставляться варианты генов, ассоциированные с долголетием.

Наконец, зная генетические отличия людей-долгожителей, или людей с высокими рисками возраст-зависимых заболеваний (болезни Альцгеймера, инсульта, инфаркта, сахарного диабета 2 типа, онкологии), в будущем можно рассмотреть преимущества и риски технологий редактирования генома, наподобие Crisp-Cas9. Если предварительно секвенировать и изучить геном пациента, технологии редактирования позволят «привести в соответствие» этот геном с геномами редко болеющих долгожителей. Кроме того, знание динамики активности генов с возрастом может способствовать разработке диагностических платформ для определения биологического возраста – созданию инструмента оценки соответствия здоровья человека его возрастной норме. Это позволит отслеживать эффективность фармакологических и других вмешательств в старение. Например, установить, позволяет ли какое-то лекарство снизить биологический возраст (скорость старения), если сравнить транскриптомный, протеомный или эпигеномный биологический возраст (все они так или иначе отражают активность генов) у пациента до и после терапии».

Специалисты Института биологии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН ведут исследования разных аспектов продолжительности жизни. Так, ранее ученые рассмотрели антивозрастные свойства экстрактов черноплодной рябины и плодов морошки, поскольку качество и состав пищи несомненно оказывает влияние на состояние здоровья, а особенно некоторые растительные пигменты.

«В свое время нас заинтересовали потенциальные геропротекторные свойства веществ из группы терпенов (в частности каротиноиды) и полифенолов (например, антоцианы), в большом количестве содержащихся в различных ягодах. Про эти соединения было известно, что они снижают маркеры риска возраст-зависимых заболеваний у человека (артериальное давление, атеросклероз), повышают стрессоустойчивость клеток и соответствуют некоторым другим критериям геропротектора. Нам оставалось проверить их эффект на главный критерий – увеличение продолжительности жизни. Добавление в корм модельным животным экстрактов ягод аронии и морошки приводило к относительному увеличению продолжительности жизни, однако называть их ярко выраженными геропротекторами я бы не стал. По-видимому, они слабо влияют на фундаментальные механизмы старения и долголетия», – отметил Алексей Москалев.

Далее ученые изучили антиоксидантную активность фукоксантина (полученного из бурых водорослей) в клетках человека, предположив, что фукоксантин может иметь терапевтический потенциал для лечения возрастных заболеваний. 

«Помимо экстрактов, мы изучаем и химически чистые вещества. Это более продуктивный путь, поскольку повышает воспроизводимость результатов и дает возможность более тщательного исследования зависимостей доза – эффект. Фукоксантин активирует ген фактора транскрипции NRF-2, который запускает целый каскад генов, обусловливающих собственную актиоксидантную и детоксифицирующую активность клеток организма. Нам удалось показать, что фукоксантин продлевает жизнь у двух модельных организмов – Drosophila melanogaster (муха дрозофила) и Caenorhabditis elegans (круглый червь), наверное, самых излюбленных животных в геронтологических исследованиях. Кроме того, он повышал стрессоустойчивость этих животных (то есть выживаемость при различных неблагоприятных воздействиях) и активацию генов, которые известны в связи с долголетием. Наконец, мы показали, что фукоксантин замедляет старение клеток человека в культуре», – уточнил ученый.

В большинстве исследований для идентификации ключевого молекулярного механизма возрастных изменений специалисты ФИЦ Коми НЦ УрО РАН использовали модель дрозофилы Drosophila melanogaster.

Алексей Москалев обосновал выбор ученых: «У каждой модельной системы есть свои достоинства и недостатки. Дрозофилы эволюционно довольно далеки от человека. Количество белок-кодирующих генов у них примерно в 2 раза меньше, чем у нас. Однако 75% генов, связанных с заболеваниями человека, имеют прямые функциональные гомологи (гены с общим эволюционным происхождением) у дрозофил. Благодаря именно этой модели были открыты хромосомная теория наследственности, мутагенез, гены эмбрионального развития животных и человека (гомеозисные гены, морфогены Notch, Wnt, “sonic hedgehog”), гены врожденного иммунитета против грибков, вирусов и бактерий (TLR), гены белков «теплового шока», поведения и старения человека. За эти исследования было получено несколько Нобелевских премий. Кстати, среди животных именно дрозофила была удостоена первого полностью секвенированного генома, что позволило разработать точные методы создания трансгенных животных, включать и выключать по желанию определенные гены в нужной ткани и стадии развития. Все известные нам группы генов долголетия (mTor, FOXO, IGF, AMPK, NRF-2, SIRT, PI3K) есть и у мухи, и у человека. Однако нас интересует поиск новых генов долголетия. Для модели дрозофил созданы методики включения-выключения интересующих генов, благодаря которым мы ищем долгоживущие линии, сравниваем их геномы и метаболомы с менее долгоживущими родительскими линиями».

Так, на модели дрозофилы было выявлено действие пептида Aβ на старение, продолжительность жизни и двигательную активность организма. По словам Алексея Москалева, «пептид Aβ, как предполагают, может накапливаться в тканях, образуя бляшки и способствуя возрастной нейродегенерации. Есть и другая точка зрения, что при старении человека нарушается барьер между кровотоком и тканью мозга, и в мозг начинают попадать инфекционные агенты – вирусы и бактерии, вызывающие воспалительные повреждения, а пептид Aβ – это антимикробный пептид, являющийся не причиной нейродегенерации, а скорее маркером ее. Дрозофилы слишком мало живут чтобы накапливать собственные амилоиды в тканях и страдать нейродегенерацией. Однако у них с возрастом ухудшается барьерная функция кишечника, в результате чего микробы массово проникают в организм, и животное умирает. Мы предположили, что, если пептид Aβ обладает антимикробной активностью, он защитит дрозофил от этого возрастного фактора смертности и увеличит продолжительность жизни, а возможно и иммунитет. Однако существенного продления жизни мы не наблюдали, как и усиления иммунитета».

Рисунок 1. Влияние сверхэкспрессии гена D-GADD45 в нервной системе на продолжительность жизни дрозофил

Источник: Plyusnina Shaposhnikov Moskalev Biogerontology 2011.

Кроме того, были изучены эффекты генетического и фармакологического вмешательства в метаболизм H₂S, который сопровождает процесс старения организма.

«Многие помнят, что низкокалорийное питание или периодическое голодание способно продлевать жизнь экспериментальным животным. Однако мало кто знает, что это связано с выработкой клетками, лишенными поступления с пищей аминокислоты метионина, сероводорода. Сероводород, наравне с другим газогормоном оксидом азота, в очень низких дозах играет сигнальную и защитную роль для клеток. Именно потому, что этот газ в микродозах так важен, в других концентрациях он уже сильный яд. Гормоны оказывают позитивные эффекты лишь в очень малых дозах. При старении снижается способность тканей образовывать микродозы сероводорода. Мы использовали генетические и фармакологические вмешательства для увеличения его выработки, что положительно сказалось на длительности жизни дрозофил», – сообщил исследователь.

Уникальные характеристики магнетита открывают широкий спектр его применения от диагностики до терапевтических средств. Так, было рассмотрено воздействие наночастиц Fe₃O₄ на экспрессию генов, отвечающих за продолжительность жизни дрозофилы.

По замечанию Алексея Москалева, «в химии наблюдается настоящий бум поисков применения наночастиц. Они могут быть потенциально полезными не только в технике, но и в медицине. Коллеги из Института химии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН (г. Сыктывкар) занимаются прикладными разработками в области фуллеренов, наночастиц оксида железа и других наночастиц. Мы помогаем протестировать их безопасность. В частности, в нашей лаборатории было показано, что наночастицы Fe₃O₄ малотоксичные».

В 2019 году вместе с сотрудниками из Института молекулярной биологии имени Энгельгардта (г. Москва) и зарубежными коллегами из Румынии (Румынская академия, г. Бухарест,) и Израиля (Университет имени Бен-Гуриона в Негеве, г. Беэр-Шева) было проведено сравнение геномов и транскриптомов долгоживущих (китов) и короткоживущих видов млекопитающих. Учеными был разработан оригинальный метод для анализа экспрессии генов, основанный на ранжировании, который помог объяснить феномен долголетия китов, организмы которых наиболее адаптированы к стрессу и раку (об этом в статье «GRAY WHALE TRANSCRIPTOME REVEALS LONGEVITY ADAPTATIONS ASSOCIATED WITH DNA REPAIR AND UBIQUITINATION» //AGING CELL. 2020;19:e13158. //https://doi.org/10.1111/acel.13158).

«Насколько я знаю, это первая работа, в которой сравнивали уровни активности гомологичных генов разных видов млекопитающих. Самое сложное оказалось создать алгоритмы «нормирования» уровней активности генов (транскриптомов), без которого сравнение особей разных видов из разных исследований не представляется возможным. В результате удалось увидеть характерные для долгоживущих и короткоживущих видов млекопитающих «рисунки» активности групп генов, выполняющих разные функции. Наиболее значимо отличались гены китов, связанные с восстановлением ДНК, гены убиквитинирования, иммунитета и апоптоза. Дело в том, что в соматических клетках всего две копии каждой из хромосом (нитей ДНК). Поэтому поломка любой копии чревата серьезными последствиями для жизнеспособности клетки или создает риск ее опухолевой трансформации. Организм не станет долгожителем, если не способен быстро и эффективно чинить ДНК. Белки – основные структурные элементы клетки и молекулярные машины практически для всех процессов метаболизма. Если белки повреждаются (гликируются, окисляются), то они «сбиваются в кучу» (агрегируют) и мешают жизнедеятельности клетки. В клетке предусмотрены механизмы «растаскивания» и утилизации поврежденных и просто лишних белков, за которые отвечает убиквитинирование. 

У китов уровни активности генов убиквитинирования были выше, чем у других сравниваемых млекопитающих. Если клетка «постарела», она начинает сообщать о своем неблагополучии другим клеткам в виде сигналов хронического воспаления, пытаясь тем самым вызвать на себя «огонь» иммунной системы, которая должна такие клетки удалять. Однако иммунный ответ снижается с возрастом, поэтому старые клетки накапливаются. Обычно поврежденные клетки уходят в апоптоз (альтруистический суицид), но сенесцентные клетки устойчивы к апоптозу. У китов же активность генов апоптоза выше. Активнее у них и гены иммунной системы. Коронавирус еще раз показал, что без крепкой иммунной системы вероятность прожить долго не велика», – информировал ученый.

Рисунок 2. Сравнение активности генов долго- и короткоживущих млекопитающих.

Источник: Toren et al Aging Cell 2020

На текущий период главные предварительные итоги по исследованию старения и продолжительности жизни, по словам Алексея Москалева, следующие: «Наибольших успехов в продлении жизни в исследованиях на лабораторных животных нам удалось достичь при помощи генетических вмешательств – за счет включения или выключения определенных генов. Например, активация дополнительной копии гена ответа на повреждение ДНК (GADD45) в нервной ткани позволила продлить дрозофилам жизнь на 70%. Фармакологические воздействия пока что оказывают довольно слабый эффект. Наши с коллегами сравнительные исследования геномов и транскриптомов долгоживущих млекопитающих – ночницы Брандта, китов, позволили нащупать новые мишени для продления жизни, связанные с восстановлением ДНК».

Рисунок 3. Замены и делеции в генах рецепторов гормона роста и IGF1 ночницы Брандта.

Источник: Seim et al Nature communications 2013

«Мы также планируем продолжать поиски геропротекторных свойств веществ и растительных экстрактов. Тем не менее, все больше фактов говорит о том, что ключевые причины старения таятся вне клеток – в жесткости внеклеточного матрикса, чему мы и планируем посвятить несколько дальнейших экспериментальных работ. Кроме того, несколько наших исследований совместно с коллегами позволили создать модели биологического возраста человека – Artery Index и Aging.AI. Запущено два клинических исследования с использованием биологического возраста при воздействии биологически активных препаратов и плазмефереза», – нацелен Алексей Москалев.

Таким образом, исследованиями феномена старения на организменном, тканевом, клеточном, молекулярно-генетическом уровнях, продолжается активный научный поиск возможных подходов для замедления старения и достижения здорового долголетия.

Фото слайд

Новый институт долголетия Potocsnak надеется увеличить «продолжительность жизни» человека проверить в Лаборатории человеческого долголетия, чтобы узнать, сколько вам лет на самом деле, с физиологической точки зрения.

Если новости не оптимальны, клиницисты определят причину и проверят список систем организма, а также ваше неврологическое и ортопедическое здоровье. Затем вам будет назначено вмешательство, чтобы предотвратить дальнейшее снижение или, что еще лучше, восстановить вашу жизненную силу.

Дуглас Воган, доктор медицинских наук, председатель и профессор медицины Ирвинг С. Каттер, директор нового Института долголетия Поточнак.

Звучит как фантастика, но на самом деле это миссия нового Института долголетия Потокснака, который открылся сегодня в Медицинской школе Файнберга Северо-Западного университета.

Лаборатория долголетия человека — это лишь часть амбициозного многоцентрового института, цель которого — способствовать новым открытиям и опираться на текущие исследования Northwestern в области быстро развивающейся науки о старении.

«Биологические процессы, которые вызывают старение, могут быть податливыми», — сказал Дуглас Вон, доктор медицинских наук, директор нового института и заведующий кафедрой медицины в Северо-Западном университете. «Мы думаем, что можем замедлить этот процесс, отсрочить его и даже теоретически обратить вспять. Занавес отодвигается над тем, что движет старением. Мы хотим внести свой вклад в этот более масштабный процесс открытия».

Целью института, финансируемого за счет очень щедрого дара чикагского промышленника Джона Потокнака и его семьи, является продление того, что Воан называет «продолжительность жизни человека». Ученые и клиницисты займутся периодом жизни, когда люди подвергаются наибольшему риску сопутствующих заболеваний, связанных со старением, — артрита, деменции, сердечных заболеваний, диабета, рака, связанного со старением, а также гипертонии и слабости.

«Мы хотим, чтобы можно было жить здоровой жизнью в течение более длительного периода времени, а не просто жить дольше», — сказал Воан, также профессор медицины Ирвинга С. Каттера. «Старение является наиболее важным фактором риска для каждой болезни, которую мы лечим во взрослой медицине. Если мы сможем отбросить этот процесс, мы сможем отсрочить начало болезни».

Новый институт основывается на десятилетиях работы Вогана и ученых Северо-Запада, объединяя программы изучения населения, которое кажется устойчивым к некоторым негативным последствиям старения. К ним относятся некоторые члены сообщества амишей в Берне, штат Индиана, или группа когнитивно молодых восьмидесятилетних, которых называют «суперстарцами». Другие проекты будут продолжать искать биологические рычаги, которые стимулируют старение, и исследовать подходы, включая новые лекарства, для минимизации воздействия старения и увеличения продолжительности здоровой жизни пожилых людей.

«Мы благодарны за возможность поддержать концепцию, выдвинутую лидерами, учеными и врачами Northwestern, чтобы помочь людям прожить максимально долгую и здоровую жизнь», — сказал Поточнак. «Удивительная работа, проделанная Дугом, Фрэнком и многими другими, может существенно повлиять на качество жизни миллионов людей. Моя жена Лаура, я и моя семья гордимся тем, что поддерживаем эту важную работу, поскольку мы стремимся сделать мир лучше, чем когда мы пришли сюда».

«Институт долголетия Potocsnak — это важный шаг вперед в науке о старении и продолжительности жизни», — сказал Эрик Г. Нейлсон, доктор медицинских наук, вице-президент по медицинским вопросам и декан Льюис Ландсберг. «Потенциальное влияние достижений этого института невозможно переоценить; сейчас самое подходящее время, чтобы подтолкнуть поле вперед».

Обзор института:

Лаборатория долголетия человека

«Наши задачи, проблемы и возможности в институте и Лаборатории долголетия человека разнообразны», — сказал Франк Палелла, доктор медицинских наук, заместитель директора института и семьи Поточнак. Профессор CSC Северо-Западного университета. «Мы планируем выяснить те факторы и условия, которые определяют не только продолжительность жизни людей, но и то, насколько хорошо они живут. Мы разработаем терапевтические и интервенционные клинические испытания для изучения важных аспектов старения, чтобы определить способы увеличения продолжительности жизни и замедления или предотвращения вредных процессов старения.

«Наша цель, в конечном счете, состоит в том, чтобы продлить период времени, в течение которого люди могут наслаждаться оптимальным физическим и когнитивным функционированием, независимостью и полноценной жизнью. Возможности ошеломляют».

Чему нас учит ВИЧ о старении

Наука о ВИЧ и старении станет краеугольным камнем исследований института в Центре изучения старения и ВИЧ в Потокснаке под руководством Палеллы.

В то время как продолжительность жизни людей с ВИЧ была увеличена с помощью мощной противовирусной терапии, эти люди испытывают ускоренное старение из-за сердечных заболеваний, рака, слабоумия, слабоумия и других заболеваний. Они также умирают раньше, чем люди без ВИЧ. Одной из основных причин является хроническое воспаление и постоянно активированная иммунная система.

«ВИЧ становится хорошей моделью для изучения детерминант и вмешательств в процессы старения», — сказал Палелла. «Здесь существует перекрестное опыление между изучением того, что улучшает и продлевает продолжительность жизни/здоровья людей с ВИЧ и населением в целом».

«Люди, которые занимаются лечением ВИЧ, и специалисты в области гериатрии, кардиологии, неврологии и других медицинских дисциплин объединят усилия в центре, чтобы обсудить подходы, которые принесут пользу людям с различными синдромами старения и людям с ВИЧ», — сказал Палелла.

Как некоторые долгоживущие амиши могут помочь нам жить дольше

Несколько лет назад Воан обнаружил, что у большой семьи амишей старого порядка в Индиане есть генетический вариант, который защищает их от многих аспектов биологического старения. Люди-амиши с этой мутацией имеют значительно меньше диабета и более молодой возраст сосудов, чем те, у кого мутации нет. Оказывается, у этих людей очень низкий уровень PAI-1 (ингибитор активатора плазминогена), белка, который является частью «молекулярного отпечатка пальца», связанного со старением или старением (смертью) клеток.

«Мы собираем данные этого естественного эксперимента, и Мать-природа расскажет нам, как лекарство, блокирующее PAI-1, может предотвратить или заблокировать старение среднего человека», — сказал Воган.

Компания Northwestern совместно с японской компанией участвовала в разработке экспериментального препарата, блокирующего PAI-1, который в настоящее время проходит клинические испытания. Одно из этих испытаний проводится на пациентах с COVID-19 в Северо-Западном университете. PAI-1 вызывает свертывание крови, что является основным фактором заболеваемости и повреждения органов при коронавирусе.

Академия Геронаук будет обучать врачей, студентов и ученых быстро развивающейся науке о старении.

«Был достигнут огромный прогресс в понимании того, что такое старение, — сказал Воан. «Это выходит за рамки научной фантастики, чтобы представить изменение скорости старения у людей. Потенциальное влияние, которое оно может оказать на нас и на наших детей и внуков, невозможно переоценить.

«Мы хотим быть признанными не только как один из эпицентров исследований старения, но и обучать наших студентов, преподавателей и весь мир быстро развивающейся науке о старении».

Центр демографических исследований и старения

Ученые этого центра будут использовать и совершенствовать существующие инструменты, чтобы демистифицировать процесс старения в больших популяциях людей всех возрастов.

«Уже существуют четко определенные биохимические и генетические маркеры, которые можно использовать для расчета физиологического возраста человека и прогнозирования риска заболеваний, связанных со старением», — сказал Воган. «Эти инструменты будут становиться только лучше и точнее в ближайшие годы.

«Наш биологический возраст не определяется тем, сколько раз мы облетели Солнце в качестве пассажиров на планете Земля. Сложные биологические изменения, связанные со старением, влияют почти на все аспекты здоровья человека, но некоторые группы населения, похоже, меньше подвержены старению, чем другие».

Центр нанонауки и старения

Этот центр будет использовать уникальные возможности Northwestern для разработки нанотехнологических устройств, новых диагностических средств и инновационных методов лечения старения и платформ для доставки лекарств.

«Этот центр улучшит нашу способность измерять биологический возраст пациентов и создаст новые точные методы лечения, которые изменят траекторию старения», — сказал Воган. «Ученые разработают новые устройства для измерения конкретных физиологических параметров, отражающих возраст. Например, чем старше вы становитесь, тем медленнее вы ходите, снижается вариабельность сердечного ритма и повышается артериальное давление. Возможно, мы сможем отслеживать эти типы функциональных изменений в режиме реального времени у пациентов, включенных в клинические испытания. Цель будет заключаться в том, чтобы увидеть, можем ли мы повлиять на физиологический возраст пациента, возможно, с помощью конкретных вмешательств в образ жизни или новых методов лечения».

Фундаментальная и трансляционная биология

В Северо-Западном университете уже проводится огромное количество фундаментальных и трансляционных исследований в области старения. Финансирование исследований со стороны Национального института старения (NIA) выросло более чем до почти 40 миллионов долларов с 2016 года, что поставило его на 13-е место в общем финансировании со стороны NIA.

«Мы ожидаем, что ресурсы и новый научный импульс, созданные Институтом долголетия, позволят Northwestern быть признанным одним из ведущих институтов в мире в области человеческого старения и долголетия», — сказал Воган.

Есть ли предел человеческой жизни?

Жанна Кальман стала старейшим человеком в мире до того, как умерла в 1997 году в возрасте 122 лет. Фото: Жан-Поль Пелиссер/Reuters/Alamy

В конце восемнадцатого века, скрываясь от своих товарищей-французских революционеров, философ и математик Николя де Кондорсе задал вопрос, который продолжает занимать ученых и по сей день. «Несомненно, человек не станет бессмертным», — писал он в г. «Очерк исторической картины прогресса человеческого разума», стр. 9.0097 «но не может ли постоянно увеличиваться промежуток между моментом, когда он начинает жить, и временем, когда естественно, без болезни или несчастного случая, он находит жизнь в тягость?»

Ответ на этот вопрос остается предметом споров. Некоторые исследователи утверждают, что продолжительность жизни современного человека приближается к естественному потолку, в то время как другие не видят доказательств такого предела. Споры часто становятся жаркими, а исследовательские статьи время от времени вызывают гневные письма редакторам журналов и даже обвинения в мошенничестве.

Часть перспективы природы: старение

«Люди провели черту на песке своим особым видением того, что такое старость», — говорит Стивен Остад, геронтолог из Университета Алабамы в Бирмингеме. «И теперь они отказываются пересекать эту черту, независимо от того, что говорят накопленные доказательства».

Жан-Мари Робин, демограф INSERM, французского национального института биомедицинских исследований в Париже, отмечает, что пределы продолжительности жизни вызывали любопытство задолго до Кондорсе. «Возможно, это самый старый исследовательский вопрос, который у нас есть», — говорит он. Даже если не существует формального физиологического предела, достижение рубежей выживания — немалый подвиг, и дальнейшее увеличение продолжительности жизни может в конечном итоге потребовать выдающихся достижений в медицинской науке, даже если ряды долгожителей в мире продолжают пополняться.

Плато или нет?

Одна из первых попыток нанести на карту границы продолжительности жизни человека была предпринята британским математиком и актуарием Бенджамином Гомперцем в 1825 году. Его анализ демографических данных показал, что после двадцатилетнего возраста риск смерти возрастает в геометрической прогрессии. ставка год за годом, предполагая, что есть горизонт, когда этот риск, наконец, достигает 100%.

«Гомперц предположил, что это был закон, эквивалентный закону тяготения Ньютона», — говорит Джей Ольшанский, эпидемиолог и геронтолог из Иллинойского университета в Чикаго. Почти 200 лет спустя работа Гомперца остается влиятельной. Его модель по-прежнему точно отображает закономерности возрастной смертности для значительной части человеческой жизни, даже несмотря на то, что достижения медицины несколько сдвинули сроки.

В 1996 году, например, математический анализ ¹ , проведенный Калебом Финчем и Малкольмом Пайком из Университета Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе, использовал модель Гомперца для оценки максимальной продолжительности жизни человека примерно в 120 лет — разумный потолок, учитывая, что только один человек достиг этого возраста.

Тем не менее, авторы также предположили, что медицинские достижения в контроле старения и лечении хронических заболеваний теоретически могут изменить кривую и ограничить обычную продолжительность жизни в будущем.

Возникли вопросы относительно гибкости модели Гомперца, поскольку все больше и больше людей достигают возраста, который несколько поколений назад считался исключительным. По оценкам Организации Объединенных Наций, в 2020 году во всем мире насчитывалось 573 000 долгожителей — это более чем в 20 раз больше, чем 50 лет назад. И сотни людей достигли редких разрядов сверхдолгожителей — в возрасте 110 лет и старше — хотя демографы подтвердили записи лишь небольшой части из них. Текущий рекорд долголетия принадлежит Жанне Кальман, француженке, которая скончалась в 19 лет.97 лет в возрасте 122 лет и пяти месяцев (см. «Возраст самого долгоживущего человека»).

Эти тенденции породили споры о том, как далеко мы можем зайти. Исследование ² , проведенное в 2016 году группой генетика Яна Вейга из Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна в Нью-Йорке, проанализировало максимальный зарегистрированный возраст смерти во Франции, Японии, Соединенных Штатах и ​​Соединенном Королевстве и пришло к выводу, что выживаемость после возраста 125 крайне маловероятно. Это предложение де-факто 9Максимальная продолжительность жизни 0097 оказалась противоречивой, что вызвало многочисленные опубликованные ответы, в которых подвергались сомнению как используемые статистические методы, так и интерпретация результатов.

Два года спустя группа под руководством демографа Элизабетты Барби из Римского университета Сапиенца поставила под сомнение результаты Вейга, изучив итальянцев старше 105 лет. Данные группы показали, что кривая Гомперца фактически выходит на плато в этом экстремальном возрасте ³ , при этом риск смертности выравнивается до 50% шансов на выживание каждый последующий год, таким образом, не достигая твердого предела продолжительности жизни. Но эти выводы также стали предметом серьезных споров.

Одна из самых больших проблем при изучении долгожителей связана с плохим — или даже обманчивым — ведением записей. «Существует так много неверных сведений», — говорит Джеймс Ваупель, биодемограф из Университета Южной Дании в Оденсе, соавтор исследования Барби. По его словам, некоторые из них являются канцелярскими ошибками или продуктом запутанных отчетов очень пожилых людей с проблемами памяти, но некоторые кажутся случаями мошенничества со стороны семей, торгующихся за славу.

Независимо от причины, влияние на данные в конечном итоге одинаково, говорит Леонид Гаврилов, биодемограф, изучающий человеческую продолжительность жизни в NORC Чикагского университета, штат Иллинойс. Такие ошибки, как правило, искажают демографические данные таким образом, что это предполагает ошибочно сниженный риск смертности в глубокой старости, добавляет он.

Таким образом, любая попытка опросить долгожителей требует серьезной детективной работы для проверки их возраста. «Вы должны отслеживать человека на протяжении всей его жизни», — говорит Вопель.

Вопель отмечает, что в анализе Барби использовались тщательно проверенные данные, полученные из Международной базы данных о долголетии (IDL). IDL был разработан сетью геронтологов и демографов, включая Вопеля и Робина, и опирается на тщательный анализ свидетельств о рождении, записей о крещении, данных переписи населения и других источников информации для подтверждения утверждения каждого сверхдолгожителя. Тем не менее Робин говорит, что «мы могли бы потратить еще несколько лет на работу над качеством данных», доступных для долгожителей.

Действительно, исследование 2020 года ⁴ , проведенное Гавриловым и его женой и коллегой-биодемографом Натальей Гавриловой, поставило под сомнение полезность даже IDL для прогнозирования тенденций продолжительности жизни населения. Гаврилов считает, что более подходящим инструментом для этой цели является другой проверенный набор данных о сверхсотнем возрасте, поддерживаемый Исследовательской группой по геронтологии — базирующейся в Лос-Анджелесе сетью исследователей-геронтологов. Используя этот набор данных, он и Гаврилова наблюдали продолжающийся резкий рост уровня смертности после 113 лет9.0008

Критики также утверждают, что модели выживания в экстремальном возрасте сталкиваются с неизбежной проблемой резкого сокращения численности. «Плато — результат того, что людей слишком мало для получения надежной статистики смертности», — говорит Ольшанский. Это может привести к вводящим в заблуждение или неточным тенденциям, которые исчезнут по мере поступления дополнительных данных. Действительно, это произошло с оригинальной моделью Гомперца, которая потеряла свою предсказательную силу после 85 лет, что было очень старым в девятнадцатом веке.

Но Вопель настаивает на своих выводах. «Цифры годны до 114 лет, — говорит он. «И если есть плато от 105 до 114, нет причин, по которым это плато не должно продолжаться».

To old go

Рекорд Кальман по выживанию в 122 года и пять месяцев не только не побит, но и непревзойден — ближайшей соперницей была Сара Кнаусс, скончавшаяся в возрасте 119 лет в 1999 году. крайний выброс также был причиной разногласий. В 2019 году, Николай Зак, московский математик и экономист, утверждал, что Кальман на самом деле умерла несколько десятилетий назад, и что ее личность была выдана ее тогда еще пожилой дочерью. «Это была статья, критикующая мою работу», — говорит Робин, которая входит в число исследователей, знавших Кальман и подтверждающих ее долголетие.

Научный консенсус поддерживает заявление Кальмана. Вопель отмечает, что область математики «теории экстремальных значений», которая оценивает вероятности, связанные с ультраредкими или даже беспрецедентными событиями, показала, что такие рекорды часто не побиты в течение многих лет. В 2019 годудокумент ⁵ , он и его коллега Энтони Медфорд подсчитали, что существует 20-процентная вероятность того, что достижение Кальмента останется непревзойденным к 2050 году. смертность не достигает плато. «Самое оптимистичное, что вы можете сказать, это то, что после 105 лет ваши шансы умереть перестают расти», — говорит Брэндон Милхолланд, специалист по данным в компании по обработке данных в области здравоохранения IQVIA в Нью-Йорке и соавтор статьи лаборатории Vijg 2016 года.

Если плато реально, то количество 110-летних детей, необходимых для рождения выжившего старше этого возраста, будет примерно удваиваться за каждый последующий год долголетия. «Это означает, что шансы на то, что кому-то будет больше 120 или 125 лет, исчезающе малы», — говорит Остад. «На самом деле это не тот предел, о котором думают люди, которые говорят об ограничениях, но это также и не бессмертие». А если плато — всего лишь артефакт, как утверждают некоторые, шансы уменьшаются еще больше.

Канэ Танака стала самым старым человеком в мире в 2018 году. Она родилась 2 января 19 года.03. Кредит: Асахи Симбун/Getty

Прогресс в увеличении средней продолжительности жизни потенциально может увеличить шансы людей достичь глубокой старости за счет увеличения числа долгожителей. Крупные достижения в предотвращении младенческой и детской смертности, а также в лечении хронических и инфекционных заболеваний уже привели к значительному улучшению этого показателя.

В публикации 2002 года ⁶ Вопель отметил, что ожидаемая продолжительность жизни в Швеции и Японии увеличивалась на целых три месяца в год с 1840 года. Действительно, у японских женщин в настоящее время самая высокая средняя продолжительность жизни в мире — 87 лет. . Остается открытым вопрос, сохранится ли такой рост — за последнее десятилетие ожидаемая продолжительность жизни в Соединенных Штатах или Соединенном Королевстве практически не улучшилась.

Но Шрипад Туляпуркар, биодемограф из Стэнфордского университета в Калифорнии, говорит, что большая часть этого застоя может быть связана с ростом преждевременной смертности от злоупотребления наркотиками и алкоголем, самоубийств и других «смертей от отчаяния». В 2018 году он и его коллеги представили данные ⁷ о неуклонном повышении продолжительности жизни людей в возрасте 60 лет в США, Японии и Швеции. «С моей точки зрения, главный вывод заключается в том, что мы просто можем продлить людям жизнь», — говорит он. — И я не вижу замедления.

Страны с низким и средним уровнем доходов находятся в невыгодном положении с точки зрения ожидаемой продолжительности жизни по сравнению с их богатыми коллегами, но у них также есть возможности для больших успехов. Действительно, оценки Всемирного банка показали неуклонный рост средней продолжительности жизни до 71 года в 2019 году — улучшение на шесть лет по сравнению с цифрой двумя десятилетиями ранее.

Робин тоже считает, что продолжительность жизни увеличивается. В статье ⁸ 2021 года, опубликованной ООН, он проанализировал французские демографические данные, чтобы отследить самый высокий возраст, достигнутый по крайней мере 30 людьми, умершими в данном году, устранив смешанное влияние редких выбросов, таких как Кальман, на долголетие населения. . Примечательно, что этот показатель неуклонно увеличивался с 9От 9 лет в 1946 году до 109 лет в 2016 году. «Это была прямая линия, — говорит Робин.

Но он указывает, что существуют убедительные доказательства того, что мы можем испытывать явление, известное как сжатие смертности, при котором популяции обычно доживают до более старшего возраста без значительного расширения внешних пределов продолжительности жизни. Гаврилов видит аналогичную картину. «Вы намного лучше доживаете до 100 лет, — говорит он, — но ожидаемая продолжительность оставшейся жизни в 100 лет такая же, без документально подтвержденного прогресса за последние 80 лет». Другими словами, исключительно пожилые люди все еще зависят от милости природы.

Системный сбой

Один из фундаментальных разногласий в этом споре возникает между демографами и учеными-биологами. «Когда математические демографы не учитывают биологические силы, влияющие на статистику, которую они рассматривают, это приводит к нереалистичным оценкам ожидаемой продолжительности жизни в будущем», — говорит Ольшанский.

Милхолланд отмечает, что геронтологи выявили девять клеточных и молекулярных особенностей, тесно связанных со старением и смертностью ⁹ . Они варьируются от укорочения теломерных структур, покрывающих хромосомы и предотвращающих генетические повреждения, до накопления дефектных белков и токсичных метаболитов и потери регенеративных стволовых клеток. Милхолланд рассматривает эти сбои в клеточном механизме как естественный и неизбежный результат работы сложной биологической машины в течение многих лет подряд.

Еще из Nature Outlooks

«Почему эти процессы вдруг остановились в 110 лет?» он спросил. У сверхдолгожителей могут быть некоторые генетические особенности, которые позволяют им смягчить некоторые из этих процессов — и сейчас проводятся многочисленные геномные исследования для изучения этого — но может быть просто слишком много срывов, чтобы дожить до определенного возраста.

Некоторые исследования показали, что вмешательства, направленные на корректировку метаболической активности или изменение диеты, могут значительно увеличить продолжительность жизни таких видов, как мухи, черви и даже мыши. Но Ольшанский предупреждает, что эффекты вмешательств по замедлению старения, вероятно, будут искажены в этих животных моделях. «Проблема в том, что чем дольше живёт вид в целом, тем меньше пользы для долголетия можно ожидать от любого вмешательства», — говорит он. Таким образом, нельзя ожидать, что лечение, позволяющее червям жить несколько месяцев, а не несколько недель, также подтолкнет людей к многовековому выживанию. «Мы живем в разных временных масштабах», — добавляет он.

Даже если прорывы в лечении заболеваний у детей и взрослых проложили путь к значительному увеличению продолжительности жизни, Аустад сомневается, что аналогичный прогресс в отношении возрастных заболеваний будет иметь большой эффект. По его словам, на такое состояние, как болезнь Альцгеймера, приходится лишь небольшая часть всех смертей, и даже прекращение болезней с более высоким уровнем смертности, таких как рак, не продлит жизнь очень далеко. «Если вы вылечите это, это увеличит ожидаемую продолжительность жизни на два года, и, вероятно, не так много в самых крайних случаях», — объясняет он.

Такой пессимизм может показаться удивительным, учитывая известное пари Аустад в 2000 году с Ольшанским, что первый в мире 150-летний ребенок уже родился. Но эта ставка была основана на ожидании, что биомедицинские технологии в этот период одержат более далеко идущую победу с точки зрения замедления самого процесса старения.

Неясно, будет ли такой прогресс грядущим, но существует широкое согласие в том, что медицинские вмешательства, изменяющие траекторию смертности, могут изменить правила игры, даже если они никогда не обеспечат видение Кондорсе о почти бессмертии. «Я думаю, что предел существует», — говорит Милхолланд. — Но это не неизменный предел.

Ссылки

1. Finch, C.E. & Pike, M.C.J. Gerontol. науч. биол. науч. 51A , B183–B194 (1996).

   Артикул

   Google ученый

2. Донг, X., Милхолланд, Б. и Вийг, Дж. Nature 538 , 257–259 (2016).

   ПабМед
   Статья

   Google ученый

3. Барби Э., Лагона Ф., Марсили М., Вопель Дж. В. и Вахтер К. В. Наука 360 , 1459–1461 (2018).

   ПабМед
   Статья

   Google ученый

4. Гаврилова Н.С., Гаврилов Л.А. Ж. Геронтол. биол. науч. Мед. науч. 75 , 1061–1067 (2020).

   ПабМед
   Статья

   Google ученый

5. «>

   Медфорд, А. и Вопель, Дж. В. PLoS ONE 14 , e0212345 (2019).

   ПабМед
   Статья

   Google ученый

6. Oeppen, J. & Vaupel, JW Science 296 , 1029–1031 (2002).

   ПабМед
   Статья

   Google ученый

7. Zuo, W., Jiang, S., Guo, Z., Feldman, M.W. & Tuljapurkar, S. Proc. Натл акад. науч. США 115 , 11209–11214 (2018 г.).

   ПабМед
   Статья

   Google ученый

8. Робин, Ж.-М. Старение населения: мы живем дольше, но здоровее ли мы? (Департамент ООН по экономическим и социальным вопросам, 2021 г.).

   Google ученый

9. Лопес-Отин, К., Бласко, М.А., Партридж, Л., Серрано, М. и Кремер, Г. Сотовый 153 , 1194–1217 (2013).

   ПабМед
   Статья

   Google ученый

Загрузить ссылки

Исследователи долголетия хотят помочь вам жить дольше

Насколько можно было бы увеличить продолжительность жизни человека, если бы гериатрические проблемы, такие как диабет и болезни сердца, остались в прошлом? На волне растущего интереса к исследованиям в области долголетия японские ученые недавно разработали вакцину, нацеленную на стареющие клетки организма — стареющие клетки, которые больше не делятся, но все еще могут вызывать хронические воспаления и заболевания, накапливаясь в наших тканях.

«Большинство возрастных заболеваний связано с накоплением стареющих клеток», — говорит Тору Минамино, профессор и заведующий кафедрой сердечно-сосудистой биологии и медицины в Университете Дзюнтендо в Токио и ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Nature Aging в декабре. Он объясняет, что если стареющие клетки накапливаются в кровеносных сосудах, они вызывают атеросклероз; в сердце вызывают сердечную недостаточность; а в абдоминальном жире они вызывают диабет.

Несмотря на кратковременный спад в 2020 году из-за COVID-19пандемии, ожидаемая продолжительность жизни в мире резко возросла за последние несколько десятилетий. К сожалению, вместе с этим возросла частота возрастных хронических заболеваний, таких как рак, диабет и сердечные заболевания. Однако, воздействуя на клетки в организме, связанные со старением и связанными с ним заболеваниями, исследователи долголетия надеются увеличить как продолжительность жизни человека, так и то, что они называют «продолжительностью здоровья»: продолжительность времени, в течение которого мы в целом находимся в добром здравии.

Зомби-клетки

Старение — это биологический способ остановить поврежденные клетки на своем пути — например, предотвратить размножение клеток с поврежденной ДНК и превращение их в раковые. «Когда клетки повреждены, вы не хотите, чтобы они продолжали делать то, что обычно делают, потому что они могут сделать это неправильно», — говорит Сальвадор Масип, профессор молекулярной и клеточной биологии в Лестерском университете в Великобритании и в Открытый университет Каталонии в Испании.

Но в начале 2000-х, объясняет он, ученые поняли, что старение — это не просто противораковый механизм: эти «зомби-клетки», как их иногда называют, накапливаются с возрастом, производят химические вещества, вызывающие воспаление и рубцевание. в окружающих тканях и нарушают их функцию. «Как и зомби, стареющие клетки не мертвы, но и не живы — они не участвуют в нормальном функционировании», — говорит Масип. «Некоторые из факторов, которые секретируют эти клетки, могут превращать соседние клетки в стареющие. Это классический ход зомби».

В 2011 году исследование впервые показало, что удаление этих стареющих клеток у мышей отсрочивает начало возрастных заболеваний. Вскоре ученые начали искать способы воспроизвести это на людях. Первое поколение сенолитических препаратов (то есть препаратов, нацеленных на стареющие клетки) успешно убивало эти клетки-зомби, но вызывало непреднамеренные побочные эффекты, поскольку повреждало и здоровые клетки.

Встречайте второе поколение

Заимствуя из учебника по лечению рака, Масип и группа международных исследователей в прошлом году создали более целенаправленный сенолитик, используя моноклональное антитело, которое прикрепляется к белку на поверхности стареющих клеток перед доставкой токсического химического вещества. внутри. В исследовании, опубликованном в Nature, они показали, что этот сенолитик второго поколения успешно очищает клетки, но, как и прежде, белковый маркер, на который он нацелен, не был на 100% специфичен для стареющих клеток. Продолжался поиск новых, более конкретных маркеров.

Подробнее: Этот сенолитический препарат на основе антител может бороться со старением и болезнями, которые он вызывает поверхность стареющих клеток и злокачественных клеток, таких как меланома. GPNMB также обнаружен на иммунных клетках, называемых макрофагами, но в таких небольших количествах, говорит Минамино, что их вакцина не должна быть нацелена на эти здоровые клетки.

Мало того, что она увеличила продолжительность жизни преждевременно стареющих мышей на 19 процентов, вакцина также уменьшила слабость и уменьшила признаки нарушения обмена веществ у старых мышей. А когда его давали мышам, склонным к затвердеванию артерий, он даже обращал вспять атеросклероз. «Наше исследование впервые показывает, что наша иммунная система может уничтожать стареющие клетки, если она адекватно активирована вакцинацией, что является захватывающим открытием», — говорит он.

Другие признаки старения

Хотя старение в настоящее время считается основным признаком старения, исследователи долголетия во всем мире также занимаются другими аспектами старения: например, повреждение ДНК происходит ежедневно, но система репарации ДНК в организме становится менее эффективной с возрастом и может привести к генетической нестабильности. Точно так же изменения в эпигеноме, который контролирует, какие гены включаются и выключаются, могут привести к тому, что клетки будут считывать неправильные гены и со временем терять свою функцию.

В конечном счете, это может быть комбинация подходов, которая приводит к эффективному лечению старения, объясняет Дэвид Синклер, профессор генетики Медицинской школы Гарвардского университета и автор книги «Продолжительность жизни: почему мы стареем и почему мы этого не делаем». «Например, около года назад мы показали, что можем обратить вспять эпигенетический дрейф и заставить клетки вспомнить, как себя вести», — говорит он.