перевод

Лаура Деминг:
руководство по лонжевити индустрии
для начинающих

Перевод: Анастасия Никонова

«
Здравствуй! Я Лаура Деминг, руководитель The Lognevity Fund. Я трачу много времени на размышления о том, что может увеличить продолжительность здоровой жизни человека, и это мой обзор в данной области для начинающих. Вы можете присылать мне любые вопросы по темам, приведенным ниже (только укажите ваше имя и организацию).
Лаура Деминг
Основатель The Longevity Fund
Введение
По мере того, как вы становитесь старше, вероятность того, что вы умрете, возрастает.
Зависимость уровня смерности от возраста
По мере того, как вы становитесь старше, вероятность того, что вы умрете от определенных болезней, также возрастает.
Зависимость вероятности развития заболеваний от возраста
Почему это происходит?

Простым объяснением было бы то, что у вас, как и в старой машине, случайным образом накапливаются повреждения.

Однако есть много простых вещей, которые мы можем сделать, чтобы продлить жизнь животным. Почему? На самом деле, мы не знаем.

Снижение калорийности продлевает жизнь мышей:
Эффект от снижения калорийности питания на продолжительность жизни мышей
Некоторые гены, когда мутируют, продлевают жизнь мышей:
Эффект от мутаций в генах на продолжительность жизни мышей
Некоторые препараты, одобренные для применения на людях, продлевают жизнь мышей:
Эффект от препаратов на продолжительность жизни мышей
Есть и другие — о них мы расскажем ниже.

Так что же такое — изучение старения?

Я суммирую это следующим образом: пытаюсь выяснить, какие виды повреждений накапливаются с возрастом, как обратить это накопление вспять, и поиск переключателей в биологии человека, на которые мы могли бы воздействовать, чтобы увеличить продолжительность жизни.
Направления исследований в области долголетия
Ограничение калорийности

Вкратце: уменьшение питания разными способами может продлить вашу жизнь — но может ли ваше тело просто использовать количество калорий в качестве сигнала?

В 1930-х годах исследователи хотели провести эксперимент, чтобы выяснить, смогут ли уровни задержки физического развития во время Великой депрессии повлиять на продолжительность жизни. Они проверили это на крысах, дав им меньше еды, чем они обычно ели. К их удивлению, крысы действительно прожили дольше! Это было основополагающее открытие. Впервые мы изменили среду обитания животного, чтобы оно жило дольше, чем обычно.

С тех пор исследователи пытались выяснить, как это работает. Эффект зависит от того, какие у вас гены, что вы едите и насколько меньше вы едите. Если вы возьмете много генетически различных линий мышей и посадите их на одну и ту же диету (сокращение калорий примерно на 40%), иногда меньше 1/5 линий мышей живут дольше. Состав диеты также играет роль. Простое уменьшение количества белка или определенной аминокислоты при сохранении общего количества потребляемых калорий может привести к увеличению продолжительности жизни у мышей. Кетогенная диета в питании мышей также помогает. Слишком большое уменьшение количества потребляемой пищи приведет к голоданию, поэтому выбор диеты, которая работает, может зависеть от ситуации.

В то время как долгосрочные исследования на людях это — редкость, исследователи провели два эксперимента по ограничению калорийности у обезьян, один из которых показал многообещающие результаты по увеличению выживаемости. Также, чтобы избежать трудностей, связанных с постоянной диетой, может быть полезным голодание примерно 8+ часов в день или 5 дней в месяц, или во множестве различных циклов. Это называется интервальным (прерывистым) голоданием. С медицинской точки зрения интервальное голодание может способствовать восстановлению во время химиотерапии. Некоторые пути, связанные с долголетием, предусматривают определение уровня аминокислот, поэтому вполне возможно, что увеличение продолжительности жизни контролирует особый биологический процесс, а не общее потребление калорий.
Инсулин / IGF (инсулиноподобный фактор роста)

Вкратце: генетические пути, связанные с ростом и инсулиновой сигнализацией, сопряжены со старением.

В статьях, опубликованных в 1983–1993 годах, исследователи представили концепцию, согласно которой ген может контролировать продолжительность жизни. Я начала заниматься наукой, когда одна из основателей этой области, Синтия Кеньон, разрешила мне, 12-летнему ребенку, работать в своей лаборатории. Я всегда буду благодарна за ее доброту и наставничество. Ранее мы знали, что ограничение калорийности может продлить жизнь животных, но Кеньон и другие ученые, включая Майкла Класса, Дэвида Фридмана и Тома Джонсона, обнаружили мутантные гены, которые могут продлить жизнь червям. Ген, обнаруженный Кеньон, кодирует белок, аналогичный инсулиноподобному фактору роста и инсулиновым рецепторам у людей. У мышей мутации обоих участников этих путей могут увеличить продолжительность жизни. Одни из самых долгоживущих мутантов мышей, которые у нас есть сегодня — это карликовые мыши. В одном исследовании люди с похожими карликовыми мутациями казались меньше подверженными возрастным заболеваниям, чем их немутантные родственники.

Я поражена тем фактом, что многие лекарства, разработанные для лечения диабета, без каких-либо мыслей об их применении в других областях, позже оказываются походящими для области старения. Хорошие примеры — это метформин и FGF-21 (фактор роста фибробластов -21). Метформин низкомолекулярный препарат, используемый для лечения диабета 2 типа, а FGF-21 — это белок вашей крови, который может увеличить продолжительность жизни мышей. Мы все ещё пытаемся понять, как работает путь инсулин / IGF, в частности, какие типы молекул могут влиять на наблюдаемый нами эффект в области продолжительности жизни.
Парабиоз

Вкратце: молодая кровь делает старых мышей более здоровыми, но почему?

Дракула хотел пить молодую кровь, но какое это имеет отношение к старению? В статье, опубликованной в 70-х годах, было показано, что соединение старых и молодых самок мышей таким образом, чтобы у них был общий кровоток, увеличивало продолжительность жизни. Спустя десятилетия, в 2005 году, ученые из Стэнфорда показали, что эта процедура может помочь старым мышечным стволовым клеткам заживлять раны. Затем, в 2011 году, вышла серия статей, показывающих, что эта и другие подобные процедуры (например, введение молодой крови старым мышам) помогают мышам улучшить запоминие и улучшают работу сердца и мышц. Эти открытия увеличили ажиотаж и интерес к этой области и вызвали волну стартапов.

Исследователи предложили множество возможных причин для этого феномена. Белки, экзосомы или клетки молодых мышей, очищающие кровь старой мыши — все они могут быть частью эффекта. Многие компании пытаются выяснить, участвует ли в этом особый белок или молекула. Большой вопрос, который необходимо решить, будет заключаться в том, сможем ли мы выделить несколько ключевых факторов, ответственных за эффект парабиоза, и как много фенотипов, связанных с долголетием, будут преобразованы для улучшения здоровья человека.
Сенесценция (клеточное старение)

Вкратце: часть ваших клеток стареет активнее чем другие, поэтому мы хотели бы их устранить.

Как и вы, ваши клетки стареют. Но некоторые из ваших клеток стареют намного хуже, чем другие. Возможно, вы слышали о теломеразе. Если вы правильно помните, это то, что поддерживает концевые фрагменты вашей ДНК достаточно долго для того, чтобы ваши клетки все ещё могли делиться. Когда в одной из ваших клеток заканчивается теломераза, то эта клетка не может больше производить свои копии. Если такая клетка остается, отказываясь умирать, даже когда перестает работать, и начинает посылать сигналы иммунной системе, мы называем ее «сенесцентной клеткой».

Что произойдет, когда вы избавитесь от этих клеток? Некоторые животные, стареющих быстрее, чем обычно, имеют много этих «сенесцентных клеток» и являются хорошими экспериментальными моделями для изучения этого феномен. В 2011 году группа из клиники Майо (Mayo Clinic) удалила многие из сенесцентных клеток на одной из такиих моделей животных и обнаружила, что полученные мыши были более здоровыми в пожилом возрасте (среди прочего, у них не было катаракты и искривления позвоночника, которые обычно появляются в старости). В 2016 году те же исследователи обнаружили, что избавление от сенесцентных клеток у обычных мышей позволило им прожить более длительную здоровую жизнь. Выделить сенесцентные клетки сложно, потому что у них не так много уникальных идентификаторов. Компании работают над тем, чтобы либо опытным путем найти факторы, которые убивают эти клетки, либо выяснить конкретные механизмы, с помощью которых можно попытаться их уничтожить.
Аутофагия

Вкратце: блок утилизации отходов клетки ухудшается с возрастом, его улучшение может увеличить продолжительность здоровой жизни

Ваше тело производит много отходов на молекулярном уровне и клеткам необходимо очищаться. Простого увеличения экспрессии одного белка, который помогает избавиться от этого мусора, было достаточно, чтобы мыши прожили примерно на 17% дольше. Клетки перерабатывают старые белки и другие молекулы в большом пузыре, называемом лизосомой. Она содержит много белков и их задача — измельчать старые части клеток, которые она поглощает. Гены белков, которые работают в лизосомах, мутируют при таких заболеваниях, как болезнь Паркинсона. Таким образом, улучшение этого процесса имеет непосредственное отношение к нейродегенеративным заболеваниям. По мере того, как лизосома стареет, в ней накапливается больше отходов, которые она не может разрушить. Поиск способов увеличить количество лизосом или помочь лизосомам разложить отходы может быть интересным направлением в терапии.
Гипоталамус

Вкратце: достаточно изменений только в ткани мозга, чтобы удивительное количество разных вещей могло увеличить продолжительность жизни.

Достаточно просто изменить что-то в мозгу, чтобы мышь прожила дольше. Например, если гипоталамус считает, что слишком тепло, он может снизить внутреннюю температуру тела мыши, в результате чего продолжительность жизни немного увеличится. Изменение уровня различных генов специфическим для мозга образом может также продлить жизнь мыши. Мы знаем, что гипоталамус вырабатывает так называемый релизинг-гормон гормона роста (GHRH), который отвечает за высвобождение гормона роста. Гормон роста, по-видимому, тесно связан с продолжительностью жизни, поэтому гипоталамус может быть важной контрольной точкой. Интересный вопрос заключается в том, как сильно вы можете повлиять на продолжительность жизни всего организма, просто внося изменения в мозг.
Репродуктивная система

Вкратце: удаление способности к воспроизводству может увеличить продолжительность жизни.

10 лет назад в одном из первых проектов, над которыми я работала, была предпринята попытка понять странный факт о размножении червей. Если взять маленьких червей и избавиться от их гонад (я знаю, это странно), они живут примерно на 60% дольше, чем обычно. Но это работает только в том случае, если вы удалите внутренней материал (сперма / яйцеклетки: эти черви — гермафродиты, что означает, что они имеют и то, и другое). Если удалить всю систему, продолжительность жизни вернется к норме.

Это не ограничивается червями. Судя по судебным записям о корейских евнухах, они, как правило, живут дольше своих современников на 14–19 лет. Некоторые люди пытались что-то предпринять, например, пересадить молодые яичники старым мышам, чтобы посмотреть, помогает ли это (это может немного увеличить продолжительность жизни). Есть также много отчетов, показывающих, что когда вы продлеваете особи жизнь, фертильность снижается. Это может быть компромисс (фертильность забирает ресурсы, которые можно было бы использовать для чего-то еще), или же сигнал, исходящий от репродуктивной системы, которая, в случае своего повреждения, пытается задержать старение.
Митохондрии

Вкратце: митохондриальные мутации влияют на продолжительность жизни парадоксальным образом.

Возможно, вы слышали, что митохондрии называют «энергостанциями» клетки. Забавно, они буквально работают как плотина, вырабатывающая электрическую энергию! Они перекачивают протоны (положительно заряженные частицы) в одну сторону, а затем используют их, когда они перемещаются обратно, чтобы запустить своего рода двигатель, который позволяет использовать небольшую энергетическую молекулу многими структурами в клетке. Концепция, которая возникает, когда люди говорят о митохондриях, «окислительный стресс» — идея о том, что если молекулы очень реактивны (скажем, у них есть кислород, они приобретают дополнительные электроны и теперь хотят разгрузить их на другие молекулы), они, скорее всего, будут мешать работе множества других молекул в клетке, которые должны работать сами по себе.

Как ни странно, история со временем перевернулась. Это правда, что накачивать животное активными формами кислорода плохо, и что вы можете продлить жизнь мыши, увеличив уровень белков, которые должны очищать митохондрии. Но вы также можете мутировать то, что должно помогать митохондриям, и в конечном итоге увеличить продолжительность жизни! Это парадокс, и одна из гипотез состоит в том, что небольшой стресс — это хорошо, потому что он заставляет ваши клетки повышать свою защиту и увеличивать производство молекул, которые нейтрализуют активные формы кислорода. Но мы точно не знаем.
Сиртуины

Вкратце: сиртуины могут изменять ДНК и увеличивать продолжительность жизни.

Сиртуины добавляют метки к структурным белкам, вокруг которых заворачивается ДНК. Это звучит странно, но представьте себе пряжу, оборачивающуюся вокруг картонной трубки. Когда добавляются метки к клубку пряжи ДНК, меняется то, как ДНК складывается и экспрессируется. Поэтому одно из их свойств это контроль за работой генов.

Сиртуины были впервые изучены для увеличения продолжительности жизни у дрожжей, а также у червей, мух и мышей. Они в своей работе зависят от NAD (никотинамидадендиинуклеотид), поэтому, когда вы видите что люди говорят о NR (никотинамидрибозид) или других предшественниках NAD, вы можете думать что они говорят о помощи сиртуинам в их работе. Вы можете немного увеличить продолжительность жизни мышей, давая им NR в старости.

[Пока это все в этой части. Я планирую добавить к вышесказанному, если позволит время. Здесь еще много о чем есть поговорить!]
Данные о долголетии

Чтобы дать некоторый контекст для этой области, я подумала, что было бы интересно провести всесторонний обзор. Ниже приведены практически все факторы, которые могут увеличить продолжительность жизни мыши, перечисленные в порядке цитирования / по годам.

Я думаю, что некоторые из статей в конце списка на самом деле довольно крутые и, возможно, они были недооценены.

Методология: я взяла все статьи, в которых был продемонстрирован эффект продолжительности жизни мыши, извлекла ключевой показатель продолжительности жизни, а в случаях, когда в тексте не указывалась фактическая медиана или другая продолжительность, я использовала виртуальную линейку пикселей для подсчета пикселей до средней точки. Соответственно, учитывайте некоторое стандартное отклонение ошибки!
Таблица 1: 95 вещей, продлевающих жизнь мышам

В порядке цитирования/год
Затем, для развлечения, я взяла список и сопоставила записи с лекарствами, применяемыми в клинике. Часть информации, приведенной ниже, может быть устаревшей (компаниям иногда требуется много времени, чтобы обновить информацию о ходе испытаний), но это интересное представление о количестве факторов в игре, которые имеют ненулевой шанс повлиять на продолжительность жизни (хотя можно догадаться, что он довольно маленький почти во всех случаях). Методология аналогична — просто использовался Clinicaltrials.gov, чтобы попытаться отследить соответствующие испытания и молекулы, или поиск в Google в большинстве случаев.
Таблица 2: 70 лекарств в клинике, которые, возможно, могут продлить жизнь людей

Упорядочены по механизмам действия
Инсулин / IGF
Ограничение калорийности
TOR
Ингибиторы рибосомальной протеинкиназы S6 бета1 (S6K1)
Сиртуины
Доступные терапевтические средства, продлевающие жизнь мышей, без какой-либо заметной механистической гипотезы
Теломеры
Ингибиторы NFkB
Аналоги фактора роста фибробластов 21 (FGF21)
Трансплантация яичников
Хирургическое удаление висцеральной жировой ткани
Митохондриальные манипуляции
Улучшение функции лизосом
Ингибирование АС5
ИнгибированиеDGAT1
Ингибитор РКА
Диета с низким содержанием гликотоксинов
Подавление меланоцит-ингибирующего фактора 1 (MIF1)
Агонист альфа1-адренорецепторов
Активаторы плазминогена
Ингибиторы PAI-1 (Активации Плазминогена 1)
p53
Антагонисты MDM2
ИнгибированиеАгути-связанного белка (AgRP)
ИнгибированиеTRPV1
Ингибиция миостатина
Ингибиция циклофилина Д
Спасибо Патрику Коллисону, Дэниелу Гроссу, Эладу Гилу и Нейту Саудеру за то, что они побудили меня опубликовать это, и Натаниэлю Хорвицу за серьезную редакционную помощь.
Приложение: Что такое кривая Каплана-Мейера?
Кривые, которые вы видели вверху (иллюстрирующие, как метформин или сокращение питания увеличивают продолжительность жизни), были получены с помощью следующего уравнения. Оно повсеместно используется в биологии старения и позволяет рисовать кривые продолжительности жизни, когда, например, некоторая часть популяции может быть цензурирована.

d_i — количество событий в момент времени i

n_i — общее количество лиц, подвергающихся риску в момент времени i.

»
Кстати, наши статьи про биотех
Как инвестиции в биотех могут спасти вашу жизнь. Но это не точно.
Fibrocell, Forbius, Genzyme, Regulus, Fibrogen и Foresee. Мы не знаем, как не запутаться во всех этих Fib' и For', но кое в чём разобрались.
Ещё одна
Биотех: холестерин, лептин, грелин
Поговорим о высоком холестерине, ожирении и регуляции чувства голода. И о том, какое отношение к этому имеют компании The Medicines Company, Alnylam, Regeneron, Esperion, Allergan, Rhythm Pharmaceuticals, Millendo и ERX.
Присоединяйтесь к обсуждению