Все, що нас вбиває. Людство стоїть на порозі розгадки секрету довголіття, над яким працювало століттями — уривок із книги

18 листопада 2021, 11:37
Книга Майбутнє ближче, ніж здається (Фото:Лаборатория)

Книга Майбутнє ближче, ніж здається (Фото:Лаборатория)

Пітер Діамандіс і Стівен Котлер уже багато років досліджують сучасні технології та їхній розвиток, а разом із ним — трансформації, що приносить із собою прогрес. Усі свої знання та прогнози про найближче майбутнє вони виклали у книзі Майбутнє ближче, ніж здається. Як технології змінюють бізнес, промисловість і наше життя.

У ній автори прогнозують, як зміняться основні сфери нашого життя за наступні 10 років, зокрема, транспорт і пересування, роздрібна торгівля, реклама, освіта, охорона здоров’я, розваги, їжа та фінанси. НВ публікує уривок з книги Майбутнє ближче, ніж здається, виданою видавництвом Лаборатория, що присвячений майбутньому довголіття.

Відео дня

Майбутнє довголіття

Дев’ять вершників нашого апокаліпсису

Лаборатория
Фото: Лаборатория

Ми вже говорили про те, що, продовживши тривалість здорового людського життя, ми суттєво пришвидшимо темпи змін у нашому світі. Усе максимально просто: що довше людина живе, то довше працює на піку своїх можливостей і, відповідно, робить суттєвіший внесок в інновації. От тільки досі ми не зупинялися детально на тому, як втілити це в реальність. Розглянувши інновації в галузі охорони здоров’я в попередньому розділі, було б логічно зараз зупинитись на проблемі довголіття та розібратися в перипетіях перегонів між технологіями і смертю.

Почнемо, власне, з нашого біологічного годинника, відомого як старіння. «Старіння — це не просто пробіг системи, — пояснює дослідник та очільник Національного інституту охорони здоров’я Френсіс Коллінз. — Це запрограмований процес. Еволюція подбала про те, щоб певні біологічні види не жили вічно. Старше покоління має звільнити простір молодому, щоб тому вистачило ресурсів».

Щоб це зробити, еволюція винайшла безперебійний механізм, відомий як старіння. Вчені виділяють дев’ять основних причин цього занепаду, дев’ять вершників нашого внутрішнього апокаліпсису. Решту цього розділу ми присвятимо спробам їх подолати. Однак спершу треба ближче познайомитися з цими вершниками й дізнатися відповідь на ключове питання: що ж нас убиває?

1 Нестабільність геному. ДНК не завжди дублюється за планом. Як правило, помилки в експресії генів фіксуються й виправляються, але не завжди. З часом ці осічки накопичуються та призводять до «зношування» нашого тіла. Отже, генетична нестабільність завдає нам шкоди та скорочує тривалість життя. Це як зламаний ксерокс, тільки замість нечитабельних документів неправильні гени «друкують» хвороби на зразок раку, м’язової дистрофії й бічного аміотрофічного склерозу.

2 Скорочення теломер. Усередині клітини ДНК формує ниткоподібні структури, що звуться хромосомами. Хромосоми мають на кінцях теломери, або короткі фрагменти днк, що дублюються тисячі разів. Ці повторення, ніби бампери на машинах, покликані захищати ядро хромосоми. Але коли ДНК дублюється, теломери стають коротшими. На певній стадії клітина перестає ділитись, і ми стаємо менш захищеними від хвороб.

3 Епігенетичні зміни. Зовнішній світ впливає на внутрішній. Протягом життя довколишні фактори можуть впливати на наші гени, іноді не найкращим чином. Скажімо, контакти з канцерогенами можуть притупити ген, що стримує розвиток пухлин. Тоді клітини починають неконтрольовано рости, і в результаті розвивається рак.

4 Втрата протеостазу. Усередині клітини погоду роблять білки. Вони транспортують «матеріали», відправляють сигнали, вмикають і вимикають різні процеси та підтримують структуру клітини. Але з часом білки втрачають свою ефективність, тож організм їх утилізує. На жаль, із віком ми іноді втрачаємо цю здатність до протеостазу. Клітинний сміттяр страйкує, а ми страждаємо від токсичного звалища білків, яке може стати причиною, наприклад, хвороби Альцгеймера.

5 Збій розпізнавання поживних речовин. Людському тілу потрібно більше 40 різних поживних речовин, щоб бути здоровим. Щоб усе працювало як належить, клітини повинні вміти їх розпізнавати й обробляти. Але з віком ми втрачаємо цю здатність. Наприклад, одна з причин набору ваги полягає в тому, що з роками наш організм уже не перетравлює жир як слід. А це своєю чергою впливає на продукування інсуліну й може призвести до діабету.

6 Мітохондріальна дисфункція. Мітохондрії — це такі собі електростанції. Перетворюючи кисень і їжу на енергію, вони дають нашим клітинам «паливо». Та з часом їхня продуктивність падає. Як наслідок, з’являються вільні радикали — шкідлива форма кисню, що калічить ДНК і білки та спричинює багато хронічних захворювань, що пов’язані зі старінням.

7 Клітинне старіння. Під впливом стресових факторів клітини періодично «старішають». При цьому вони одночасно втрачають здатність до поділу й загибелі. Ці «клітини-зомбі» не можна прибрати з організму. Вони накопичуються, заражають сусідні клітини та спричинюють справжній зомбі-апокаліпсис, послаблюючи наш захист перед запаленнями.

8 Виснаження стовбурових клітин. Із віком наш запас стовбурових клітин скорочується, іноді в десятки тисяч разів. Гірше того, ті, що лишаються, стають набагато менш активними. Це означає, що внутрішня система відновлення тканин та органів не може виконувати свою роботу.

9 Зміна міжклітинного зв’язку. Щоб організм працював як слід, між клітинами повинен існувати зв’язок. «Повідомлення» передаються через кров, імунну й ендокринну системи. З часом сигнали слабшають. Деякі клітини не відповідають, а деякі перетворюються на зомбі. Запалення, які вони викликають, блокують подальшу комунікацію. Таким чином, повідомлення не доходять до адресата, і імунна система не може фіксувати хвороботворні організми.

А тепер, коли ми знаємо, що нас убиває, давайте дізнаємось, що нас може врятувати.

Космічна швидкість довголіття

Хочете отримати Нобелівську премію? Досліджуйте черв’яків. І не абияких, а круглих нематод, також відомих як Caenorhabditis elegans чи C. elegans.

У цього черв’яка багато друзів.

Шестеро вчених уже отримали «шведське золото» за роботу з цими істотами. Як результат, C. elegans став першим організмом, чий геном повністю розшифровано, а структуру його нервової системи повністю описано. Однак попри такі визначні досягнення багато хто вважає, що найбільший внесок нематод у науку ще попереду, адже C. elegans — це перша тварина, що зійшлась у двобої зі смертю й перемогла.

У чашці Петрі C. elegans живе близько 20 днів. У 2014 році вчені Національного інституту охорони здоров’я вирішили збільшити цей термін. Попередні дослідження показали, що зробити це можна у два способи. Якщо вилучити ген rsks-1, тривалість життя продовжиться на 6 днів, а якщо позбутись daf-2, то на 20. Але цим ученим стало цікаво, що трапиться, якщо вони «нокаутують» обидва гени.

«Учені припустили, що такі мутанти мають жити близько 45 днів, — написав директор Національного інституту охорони здоров’я Френсіс Коллінз, який фінансував дослідження. — Однак, на їхній подив, деякі з цих істот були ще живі й через 100 днів. Неймовірне збільшення тривалості життя черв’яків у 5 разів. Це еквівалент 400-річної людини».

Застосувати цю методику на людині — це саме те, чого хочуть учені, котрі досліджують тему довголіття. Звісно ж, колосальну роль тут грає генетика. З часів першої роботи з C. elegans інші науковці визначили ще понад 50 генів, пов’язаних зі старінням. П’ять із них здаються особливо цікавими. Якщо прибрати будь-який із них, тривалість життя збільшиться на 20%.

Але йдеться не лише про генетику. Місія Мартіни Ротблатт із забезпечення людства нескінченним запасом «запчастин» теж надзвичайно важлива. Як і доступність хірургії, яку забезпечать роботи, та розробка нових ліків, якою займається штучний інтелект і квантові комп’ютери. Водночас не треба зациклюватись на чомусь одному. Лише поєднання всіх цих підходів виведе нас на якісно нову стежку.

Старий шлях вів нас до життя тривалістю в 35 років. Так було від епохи палеоліту аж до кінця промислової революції. У ХХ столітті такі дива, як антибіотики, санітарія та чиста вода, дали нам змогу жити довше. У 1950 році середня тривалість життя становила 48 років, а у 2014 — 72. Сьогодні ж Рей Курцвайль та експерт у цій галузі Обрі де Ґрей заговорили про «швидкість уникнення старості». Мовляв, скоро наука навчиться продовжувати наше життя на один рік відносно кожного вже прожитого. Іншими словами, якщо ми переступимо цей поріг, то буквально будемо на крок попереду смерті.

Курцвайль вважає, що до цього порогу лишається 12 років, а Ґрей думає, що 30. Чому ми маємо їм вірити? Один очевидний факт: у могилу із собою нічого не забереш. Усі гроші світу не мають там ніякого значення. То скільки заможні люди готові заплатити за пару зайвих десятків років здорового життя? Багато. Це пояснює зростання інвестицій у розвиток технологій боротьби зі старінням. Один із найяскравіших прикладів — компанія Calico від Google. І, що найважливіше, хоч продовження життя еліти — сумнівна мета, як ми вже переконались, із часом завдяки злиттю технологій інновації демонетизуються й демократизуються. Це означає, що, можливо, ви і, майже напевно, ваші діти матимуть змогу жити на десятки років довше.

Давайте розглянемо кілька найперспективніших технологій у цій галузі.

Calico Labs
Фото: Calico Labs

Ліки від старості

Острів Пасхи — це далекий екзотичний край дивних чуток, кам’яних голів і дивних чуток про кам’яні голови. Дехто каже, що старійшини острова за допомогою спеціальних заклять можуть оживляти ці голови й керувати ними, ніби гігантською кам’яною армією. Інші кажуть, що голови впливають на життєву силу людей. Вони можуть як забирати її, так і примножувати, даючи могутність обраним. Зрештою, у середині 1960-х років невеличка група вчених виявила, що остання гіпотеза може бути чимось більшим за звичайні дивні чутки.

Усе почалось, коли крихітна ізольована громада острова Пасхи вирішила, що з них досить. Досить крихітності й ізольованості. Вони захотіли мати аеропорт. Учені заметушились. Один із найбільш екологічно чистих регіонів світу мав от-от втратити свою чистоту й екологічність. Міжнаціональну групу вчених терміново відправили туди збирати зразки флори, фауни й мікроорганізмів, у тому числі — і це найважливіша частина нашої історії — з ґрунту під однією із загадкових кам’яних голів.

Зрештою, цей ґрунт опинився в руках канадського мікробіолога на ім'я Сурен Сегал, який довів, що той таки має магічні властивості. Він убиває грибок. Сегал виділив цей компонент і назвав його рапаміцин на честь оригінальної назви острова — Рапа Нуї. Незважаючи на потенціал цього відкриття, у Сегала закінчились кошти для подальших досліджень, і він відклав препарат у далеку шухляду, де той успішно пролежав до кінця 1970-х років, поки не прийшла нова хвиля фінансування. Повторний аналіз виявив у тому ґрунті ще більший вміст магії. Рапаміцин був не просто протигрибковим засобом. Він пригнічував імунну систему, що створювало нові можливості для трансплантації органів.

Цей потенціал перетворився на цілу індустрію. Відтоді рапаміцин використовують для всього: від операцій на серці до запобігання відторгненню пересаджених нирок. А потім дослідники зробили ще більш вражаюче відкриття стосовно магічного ґрунту: рапаміцин стримує розвиток раку.

Компонент блокує білок, що сприяє поділу клітин. Якщо дати його черв’якам, мухам чи грибкам, результатом буде не лише стримування раку, а й продовження тривалості життя. Тоді виникло наступне питання: чи подіє ця магія на ссавців?

У 2009 році Національний інститут охорони здоров’я дав на нього відповідь, продемонструвавши, що рапаміцин продовжує життя мишей на 16%. У 2014 році всі ці відкриття привели компанію Novartis до рішення провести тести на людях. Це було перше офіційне випробування препарату проти старіння, проведене фармацевтичною компанією. Втім, коли до вчених дійшло, що в тому ґрунті справді є щось надзвичайне, почались пошуки інших компонентів для боротьби зі старінням.

Одним із результатів цих пошуків стало відкриття препарату під назвою метформін. Це найбільш поширений засіб для боротьби з діабетом у світі. Він сповільнює продукування цукру й регулює рівень інсуліну. А ще гальмує темпи «згоряння» клітин, захищає організм від оксидативного стресу, протистоїть раку та, як ми нещодавно дізнались, значно збільшує тривалість життя черв’яків, мишей і щурів. А як щодо людей? Це питання досі відкрите, але вчені намагаються знайти на нього відповідь.

Поки рапаміцин і метформін захищають нас від руйнівного ефекту віку, інші дослідники шукають компоненти, що повернуть час назад. Йдеться про так звану сенолітичну терапію — лікування препаратами, що знищують клітини-зомбі, які спричиняють запалення. Ці клітини називають однією з основних причин старіння. Зараз із пів десятка компаній розробляють препарати, що знищують клітини-зомбі, лікуючи таким чином різноманітні захворювання: від звичайної кволості й остеопорозу до серцево-судинних і неврологічних розладів.

Однією з найцікавіших таких компаній стала Unity Biotechnology, що розвивається не в останню чергу завдяки інвестиціям Джеффа Безоса, Пола Аллена й Пітера Тіля. Вчені команії придумали спосіб ідентифікувати та вбивати сенолітичні клітини. Принаймні це працює на мишах. Але працює по-справжньому. Результатом сенолітичної терапії, проведеної на мишах середнього віку, стало збільшення тривалості їхнього життя на 35%, а також суттєве поліпшення стану їхнього здоров’я. Усі типові симптоми старіння, від браку енергії до катаракти й відмови нирок, або не проявляються взагалі, або виникають набагато пізніше. Компанія Unity розробляє близько десятка препаратів від майже всіх хвороб, спричинених старінням. Деякі вже навіть пройшли першу фазу тестування на людях. Сильний гравець на ниві боротьби зі старінням.

А ще є Samumed, інша активна компанія, що займається питаннями довголіття. Це підприємство вартістю 12 млрд доларів, що базується в Сан-Дієго, зосередилось на так званих сигнальних шляхах Wnt. Як підказує сама назва, це механізм, за допомогою якого організм передає свої повідомлення. У цьому випадку ці повідомлення керують групою генів, які одночасно і допомагають рости людському ембріону, і грають суттєву роль у процесі старіння. Збої в роботі сигнальних шляхів Wnt безпосередньо пов’язують із 20 захворюваннями, серед яких є рак. Тому майже кожна велика фармацевтична компанія вже давно вивчає це питання. Але Samumed, можливо, вдалося знайти відповідь.

Вони зосередили зусилля на одному конкретному сигнальному шляху Wnt, що регулює поведінку дорослих стовбурових клітин. Компанія розробила 9 так званих регенерантів. Усі перебувають на контролі Управління продовольства та медикаментів США. У цей список входять препарати і від випадіння волосся, і від хвороби Альцгеймера. Однак найбільше уваги привернув їхній успіх у боротьбі з артритом і раком.

Почнімо з артриту, на який страждають 350 млн людей по всьому світу. Наразі ліків від цієї хвороби не існує. Але у 2017 році компанія Samumed опублікувала результати невеликого дослідження на тему колінного остеоартриту. У межах випробувань 61 пацієнт отримав у коліно укол препарату для збалансування Wnt. У підсумку всі учасники відзначили суттєве покращення. Повторний огляд через 6 місяців виявив значне ослаблення больового синдрому, покращення рухливості в суглобі, а також нарощення в середньому майже 2 мм нової хрящовини.

«Діюча речовина затримується в організмі на пів року, — пояснює генеральний директор Samumed Осман Кібар. — У цей період вона змушує стовбурові клітини вирощувати нові хрящові тканини — такі ж міцні й еластичні, як у підлітка. Справа в тому, що стовбурові клітини-попередники є в організмі навіть 80-річної людини, їм просто треба дати правильний сигнал». Та, можливо, це лише початок.

«Ін'єкція тієї ж діючої речовини в хребет щурів із пошкодженими міжхребцевими дисками відновлює весь диск, — каже Кібар. — Якщо подивитись на якість клітин, цей диск молодший і сильніший».

Щоправда, людський організм — це дещо інша історія. Дуже мало препаратів переходять із тестувань на мишах до тестувань на людях, але деякі препарати Samumed, що лікують травми м’язів плечового поясу й ахіллового сухожилля, уже пройшли першу фазу випробувань. А препарат від артриту коліна вже проходить третю. Попереду ще багато роботи, але в результаті ми можемо отримати ліки, що дадуть людям кілька зайвих десятиліть здорової рухливості.

Не менш захоплива частина досліджень Samumed пов’язана з раком. Фактично, рак виникає тоді, коли відбувається збій у роботі стовбурових клітин. Блокуючи сигнальні канали, що до цього призводять, препарати Samumed беруть на приціл усі типи пухлин. Більшість цих ліків досі проходять клінічні дослідження чи перші стадії тестування на предмет безпеки й ефективності, але в рамках благодійно-випробувальних програм Samumed дозволили давати їх смертельно хворим пацієнтам. І результати виявилися блискучими.

У рамках однієї піддослідної групи завдяки невеликій регулярній дозі препарату темпи росту пухлин вдалось сповільнити на 80%. Під час іншого дослідження, у якому взяли участь хворі на рак підшлункової залози, тривалий прийом препарату зумів стримати цю зазвичай смертельну недугу. «Жодні ліки не допомагали цій жінці, — розповідає Кібар про одну пацієнтку. — Вона важила біля 30 кг, і лікарі відправили її додому помирати. А зараз після року вживання нашого препарату вона в нормі. Вона подорожує, ходить на побачення, важить 54 кг й узагалі живе звичайним життям. Звісно, це лише перші успіхи в цьому напрямку, але початок вельми багатообіцяючий».

Криваве джерело молодості

На початку 2000-х років група стенфордських дослідників заходилася шукати джерело молодості в несподіваній царині: у легендах про Дракулу. Схожі історії існували ще в стародавній Греції, згадувались у поезії Овідія, а потім трансформувались у готичні оповіді про вампірів, у яких ідеться про омолоджувальний ефект юної крові. Стенфордські вчені вирішили перевірити цю теорію — на мишах.

Відтворивши жахливу стародавню методику парабіозу, вони з'єднали серцево-судинну систему молодої та старої мишей і почали проганяти кров першої через організм другої. Результат було видно неозброєним оком. Молода кров фактично оживила старшу особину.

Але це ще було не все. Деякі тканини й органи старої тварини перейняли властивості молодої та здорової. Подальші дослідження це підтвердили й показали, що процес діє і в зворотному напрямку. Якщо прогнати через організм молодої тварини кров старої, її біологічний годинник побіжить уперед.

Ця робота викликала неабиякий інтерес. Із часом учені почали розуміти, чому відбувається таке омолодження. Команда з Гарварду встановила, що молода кров сприяє формуванню нових нейронів у мозку та зупиняє потовщення стінок серця, яке пришвидшує старіння. Також ці вчені виявили речовину, відому як «фактор росту/диференціювання 11» або GDF11, що стоїть, щонайменше, за кількома з цих процесів.

У 2014 році інша група дослідників довела, що ін'єкції GDF11 роблять мишей сильнішими, поліпшують їхню пам’ять і кровопостачання в мозок. Інші роботи продемонстрували, що GDF11 позитивно впливає на серцево-судинну систему, пришвидшує відновлення м’язів, підвищує витривалість і покращує роботу мозку.

Усі ці зусилля привернули увагу бізнесу. Наприклад, компанія Elevian під керівництвом Доктора Марка Аллена та квартету гарвардських фахівців із регенеративної біології теж шукає секрети довголіття в GDF11 та інших речовинах, що сповільнюють старіння. Тим часом компанія Alkahest працює над розробкою плазматичної суміші для лікування хвороби Альцгеймера.

Доктор Марк Аллен представляє дослідження GDF11 (Фото: TechCrunch)
Доктор Марк Аллен представляє дослідження GDF11 / Фото: TechCrunch

Журнал Wired назвав це «пошуком голки в копиці сіна», адже плазма крові містить понад 10 тисяч різних білків. Та насправді це швидше пошук голки в купі золота. Пошук омолоджувальних білків спричинив справжню біологічну «золоту лихоманку». Стартапи працюють у поті чола, не кажучи вже про фармацевтичних гігантів. У 2017 році Національний інститут дослідження питань старіння виділив 2,35 млрд доларів ученим, які займаються такими дослідженнями. Тож так, у XXI столітті реальні не лише літаючі машини та роботи, а й граф Дракула.

Тисячі років ми шукали джерело молодості. Та всі вищезгадані дослідження показують, що предмет наших пошуків — це більше час, ніж місце. Джерело молодості — це конкретний період історії, коли технології кидають виклик смертності. Так, питання про те, чи житимемо ми колись вічно, поки відкрите. А от перетворення сторічної людини на шістдесятирічну — це вже лише справа часу.

Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.

Показати ще новини
Радіо НВ
X