120 лет жизни – только начало. Как победить старение? Москалев Алексей

Генная терапия

Генотерапия — это целенаправленное внесение изменений в генетический аппарат клеток с целью обретения организмом новых свойств или лечения заболеваний.

К нынешнему моменту у генотерапии уже есть основательная история развития. На протяжении двух десятков лет в лабораториях создаются генетически модифицированные животные, в том числе способные прожить гораздо дольше своих предков. Генетическая модификация осуществляется либо при помощи направленных мутаций имеющихся генов, либо путем встройки в геном половых клеток родителей дополнительных копий определенных генов, активностью которых можно управлять в потомстве. Например, с помощью мутаций в каком-либо конкретном гене удается многократно продлить жизнь лабораторным линиям червей, мух, мышей. Специалистам из Эдинбургского университета в 2014 году при помощи генной терапии удалось омолодить мышей, активировав у старых животных всего один ген, который позволил полностью восстановить тимус — вилочковую железу, которая играет ключевую роль в иммунной системе. В ней проходят созревание, отбор и обучение Т-лимфоциты. С возрастом тимус практически исчезает, и его важная функция вместе с ним. Активация определенного гена у генетически измененных животных в очень старом возрасте тем не менее позволила восстановить как структуру, так и функцию вилочковой железы.

В существующем виде упомянутая выше технология генетической модификации неприменима к человеку. Генная терапия человека подразделяется на две большие технологии: внесение напрямую в организм молекул ДНК и РНК, изменяющих свойства клеток нашего тела, и генетическая модификация клеток вне организма с последующим их внесением в тело человека. Последнюю технологию мы рассмотрим в разделе про клеточную терапию.

В настоящее время активно используется внесение новых генов в геном клеток человека с помощью специально сконструированных вирусных частиц, лентивирусных или аденовирусных. Таким образом, ученые используют способность вирусов проникать внутрь клетки и ее ядра, где хранится ДНК. Замещая гены вируса на требуемые, удается с их помощью доставить нужную генетическую информацию прямо в ДНК ядра клетки.

В 2012 году исследователи из испанского Национального онкологического научного центра под руководством Марии Бласко увеличили продолжительность жизни уже взрослых мышей однократным введением генотерапевтического препарата. Они встроили в вирус ген теломеразы, того самого фермента, удлиняющего концы хромосом, и заразили им клетки тела подопытных животных. Если воздействию подвергали мышей в возрасте одного года, мыши жили дольше на 24 %. Продолжительность жизни двухлетних мышей удавалось увеличить на 13 %. С большой вероятностью мы можем догадаться, чем обусловлена прибавка срока жизни: благодаря активной теломеразе, клетки мышей могли делиться большее число раз, поэтому ткани их организма регенерировали лучше и дольше.

Еще один пример генной терапии для достижения долголетия реализовали в 2013 году ученые из Колледжа Альберта Эйнштейна. Генная терапия гипоталамуса мышей, подавляющая противовоспалительный ген, отвечающий за врожденный иммунитет, позволила увеличить их продолжительность жизни на 12 %. Это достижение уникально не только как результат успешного применения генной терапии, но и как возможность повлиять на здоровье и долголетие организма, прицельно «омолодив» всего лишь одну структуру тела, отвечающую за нейроэндокринную регуляцию — гипоталамус.

Генная терапия, основанная на вирусах, до сих пор редка при лечении возраст-зависимых патологий у человека. Однако на поздних стадиях клинических испытаний уже имеются генотерапевтические препараты для лечения других, так называемых моногенных, болезней, в частности муковисцидоза, наследственной слепоты и глухоты. Следует ожидать появления новых средств и против старческих болезней.

Первый разрешенный препарат для генной терапии

В конце 2012 года на территории Европейского союза впервые было разрешено использовать препарат, предназначенный для генной терапии. Препарат Alipogene tiparvovec генетически регулирует уровень жиров в крови, излечивая панкреатиты и предотвращая ранние инфаркты и инсульты.

Препарат изменяет ген, кодирующий производство фермента липопротеинлипазы, при недостаточности которого в крови резко повышается уровень частиц, участвующих в транспортировке жиров в крови.

По сути, препарат представляет собой нормальный ген липопротеинлипазы, «упакованный» в ДНК вирусного вектора (частица, которая используется для доставки генетического материала в клетки-мишени). В данном случае вирусный вектор представляет собой аденоассоциированный вирус, практически безвредный для организма.

К сожалению, использование некоторых вирусных носителей увеличивает вероятность опухолевого процесса и лейкемии. Революционные результаты обещает новый подход к генной терапии, называемый «Криспар». В отличие от прежних методов, конструкция «Криспар» редактирует нужный участок хромосомы очень точно, не повреждая ее. Данная методика позволяет не только редактировать отдельные буквы в ДНК, но и добавлять в хромосому новые гены, удалять вредные старые варианты, ставить метильные метки. В апреле 2014 года ученые из Массачусетского технологического института «исцелили» взрослую мышь от наследственной болезни печени при помощи метода «Криспар». В ближайшее время стоит ожидать использования этого метода для борьбы с возраст-зависимыми заболеваниями и раком. Возможно, нам удастся продлить молодость каждого конкретного человека, если мы прочитаем его геном и отредактируем все известные нам на сегодняшний день ошибки в ДНК, предрасполагающие к хроническим заболеваниям.

Клеточная терапия

Удаление сенесцентных клеток

Сенесцентные клетки, которые накапливаются в организме при старении, подают неправильные сигналы, ускоряющие процессы старения, и активно разрушают окружающую их ткань, вызывают хронические воспалительные процессы, стимулируют образование опухолей. Ученым из Рочестерского клинического колледжа под руководством Яна ван Дурсена удалось создать генетически модифицированную мышь, при добавлении в корм которой особого вещества все сенесцентные клетки погибают. Регулярное очищение организма животных от сенесцентных клеток позволило замедлить начало таких возраст-зависимых патологий, как утрата жировой и мышечной ткани, развитие катаракты. Кстати, здоровая иммунная система, по-видимому, успешно справляется с этим сама, однако это свойство постепенно утрачивается при старении. В настоящее время в нескольких лабораториях мира ведется разработка методов удаления из организма человека сенесцентных клеток.

Терапия стволовыми клетками

Как мы уже знаем, стволовые клетки — это незрелые клетки, которые покоятся в ткани до тех пор, пока не возникает необходимость восстановления численности зрелых клеток определенного типа. Программа клеточного старения может быть активирована различными стресс-факторами даже в стволовых клетках. Поэтому убыль количества функциональных стволовых клеток, утрата их способности к делению является одной из причин возраст-зависимого нарушения регенерационной способности организма.

Одним из способов решения данной проблемы может быть искусственное введение в организм взрослого человека дополнительного количества стволовых клеток. Данные клетки должны быть получены из организма самого пациента, в противном случае нельзя будет избежать их отторжения, так как они будут чужеродными.

Небольшое их количество можно получать, например, из пуповинной крови младенца, после чего замораживать ее в жидком азоте, хранить до необходимого момента и прививать этому же человеку в зрелом возрасте. Эта процедура требует создания специализированных банков пуповинной крови, и подобные учреждения уже появляются на рынке — например, Гемабанк Института стволовых клеток человека.

Стволовыми клетками из пуповинной крови лечат некоторые формы рака крови. К сожалению, количество получаемых таким образом стволовых клеток недостаточно для лечения возраст-зависимых патологий, а образцы за время хранения часто подвергаются повреждению и бактериальному заражению.

Еще одним потенциальным источником клеток для регенерации поврежденных и стареющих тканей являются мезенхимальные стволовые клетки. Они сосредоточены в красном костном мозге и жировой ткани. Сначала делается пункция ткани, а затем отделение стволовых клеток и их размножение вне организма, после чего возможна их модификация или целенаправленное введение в ту часть организма, которая требует регенерации. Клинические испытания показали, что введение донорских стволовых клеток в поврежденные участки мозга улучшает состояние пациентов, перенесших инсульт. Введение мезенхимальных стволовых клеток помогает лечить ишемическую болезнь сердца и повышает выживаемость пациентов с инфарктом миокарда.

Очень перспективной является комбинация клеточной терапии с геропротекторами. Оказалось, что даже кратковременная предобработка сердечных стволовых клеток препаратами рапамицином и ресвератролом перед введением старым мышам, перенесшим инфаркт, повышает их активность и скорость регенерации.

Одним из наиболее современных подходов является перепрограммирование собственных зрелых клеток в подобие эмбриональных стволовых клеток. При этом образуются так называемые индуцированные плюрипотентные клетки (iPS). Полезным свойством этих клеток, напомним, является их способность при созревании превращаться в любые типы соматических клеток. Данное открытие имеет некоторую предысторию. Перенос ядра эмбриональной стволовой клетки во взрослую клетку или искусственное слияние этих двух типов клеток приводят к возникновению у зрелых клеток свойств, присущих стволовым незрелым клеткам. На этом основании было выдвинуто предположение о наличии регуляторных белков, обусловливающих свойства стволовой клетки. В 2006 году профессором Синьей Яманакой было показано, что генная терапия с помощью ретровируса с введением четырех определенных генов во взрослые дифференцированные клетки переводит их в состояние плюрипотентных стволовых клеток. За это открытие Яманака был удостоен Нобелевской премии. Впоследствии аналогичного эффекта удалось достичь введением всего двух из этих факторов. Наконец появились данные, свидетельствующие о том, что опасную ретровирусную модификацию клеток можно будет заменить на химическую стимуляцию нужных генов, но это дело будущего.

Перепрограммирование открывает широкие возможности: неограниченного воспроизводства и увеличения количества стволовых клеток, преобразования одних типов дифференцированных клеток в другие, что сделает возможным регенерацию определенных тканей и целых органов человека. В настоящее время проходит активное тестирование применения iPS для регенерации. Уже есть успешные разработки по воссозданию эритроцитов, клеток кожи, мышц, хряща и костной ткани.

Использование стволовых клеток и iPS имеет несколько подводных камней. Некоторые виды рака, по-видимому, возникают из раковых стволовых клеток. Поэтому манипуляции со стволовыми клетками вне организма и последующее их введение может спровоцировать опухоли, так называемые тератомы. Кроме того, стволовые клетки, для того, чтобы пойти по пути созревания и регенерации ткани, должны получать адекватные необходимые стимулы от своего окружения, такие как гормоны, факторы роста, цитокины, межклеточные контакты. Введение даже новых стволовых клеток в старый организм приводит лишь к кратковременной пользе, так как системные изменения и старение стволовых ниш приводит к неправильному созреванию потомков стволовых клеток. Установлено, что индуцированный нейрогенез в тканях мозга, например в гиппокампе, способствует забыванию имеющихся знаний. Не придется ли для омоложения мозга пожертвовать накопленным жизненным опытом?

Большой проблемой является также высокая концентрация в области регенеративной медицины мошенников от науки и недобросовестных предпринимателей. Для применения клеточной терапии требуется международная сертификация лаборатории и используемого препарата, данные завершенных клинических испытаний.

Одним из надежных способов удостовериться в качестве предлагаемого метода лечения служит наличие у ведущих специалистов лаборатории свежих публикаций в рецензируемых научных журналах.

Отсутствие таких публикаций для потенциального пациента должно послужить серьезным предостережением.

Клеточная терапия будущего видится в сочетании различных методов:

1) стимуляции внутреннего обновления клеток организма (ограничительной диетой, геропротекторами и пищевыми добавками),

2) омолаживающей генной терапии ключевых нейроэндокринных органов (прежде всего, гипоталамуса),

3) индуцированной гибели старых клеток,

4) введения собственных модифицированных мезенхимальных стволовых клеток и iPS, предобработанных геропротекторами,

5) искусственного воссоздания и имплантации в организм стволовых ниш,

6) замены дефектных участков органов,

7) пересадки новых органов, выращенных с использованием терапевтического клонирования.

Об этом и пойдет речь далее.

Выращивание и пересадка органов

Трансплантация органов является жизненно важной технологией, которая ежедневно спасает жизни людей. Однако современная трансплантация имеет существенные недостатки. Главный из них — необходимость получить донорский орган от другого человека. Поскольку такой человек не является генетически идентичным больному, велика вероятность отторжения донорского органа. Поэтому мечтой хирургов является выращивание нового органа из собственных клеток пациента.

Теоретически все органы и ткани человеческого тела можно вырастить из плюрипотентных эмбриональных стволовых клеток. Это те клетки, из которых на ранних стадиях эмбриона возникают все виды тканей. Однако откуда их взять для лечения пациентов пожилого возраста? Международная группа исследователей под руководством Роберта Ланца впервые выполнила терапевтическое клонирование клеток взрослых людей. Они удалили ядра нескольких женских половых клеток — яйцеклеток — и внесли в них ядра, полученные от клеток взрослых и пожилых мужчин. Образовавшийся зародыш развивался до стадии бластоцисты, полностью состоящей из эмбриональных стволовых клеток, которые относительно легко перепрограммировать в любые типы клеток, воздействуя на них определенными сигнальными белками — ростовыми факторами.

Важным компонентом для выращивания органа является биодеградируемый каркасный материал, на который наносятся клетки (он также носит название «скаффолд»). Такой материал не должен вызывать отторжения и в идеале рассасываться и замещаться соединительной тканью. Создаваемые каркасные материалы могут быть как натуральными, например, из такого же органа умершего человека, либо синтетическими, состоящими из полимеров или керамики.

Энтони Аттала, директор Института регенеративной медицины в США, выделяет несколько проблем, решение которых необходимо для успешного воссоздания органов вне тела. Необходимо научиться культивировать клетки разных типов вне организма и в больших количествах. Важным фактором является подбор факторов роста, позволяющий клеткам созревать в нужный для данного органа тип клеток. В этой области достигнуты определенные успехи. Например, «в пробирке» уже выращивают клетки хряща и кожи. Вслед за плоскими тканями сотрудники Атталы научились выращивать вне тела кровеносные сосуды и полые органы, например мочеточник и мочевой пузырь, матку, влагалище. Сложностью их создания является не только форма, но и необходимость образовывать слои, состоящие из клеток разного типа. Здесь на помощь приходят искусственные биосовместимые материалы, которые приживаются в организме пациента, не вызывая отторжения.

Помимо сложности выращивания и операции по пересадке, существует необходимость интеграции имплантируемого органа и ткани в тело человека, проникновение в них кровеносных сосудов и нервов. Уже сейчас проводятся операции или идут клинические испытания технологий по пересадке и приживлению искусственно выращенных хрящей, кожи, мочевого пузыря и влагалища.

Выращивание твердых органов, таких как сердце, печень или почки, является наиболее деликатной и амбициозной задачей. Еще труднее добиться их интеграции в систему нервов и сосудов тела. Такие органы имеют более сложную структуру и включают в себя много типов клеток. Для их создания используют основу, полученную из донорских органов. С целью предотвращения отторжения исходные органы очищают от собственных клеток донора, оставляя только соединительнотканный каркас, который обрабатывают стволовыми клетками пациента, выращенными вне организма. По мере роста в биореакторе, стволовые клетки образуют на основе пустого каркаса полноценный орган, генетически идентичный организму реципиента.

Еще один перспективный подход к созданию твердых органов — технология 3D-печати. Похожий на струйный принтер прибор послойно наносит суспензии живых клеток на биосовместимый каркас. На биопринтере пока что удается «распечатать» довольно простые органы, например кровеносные сосуды. Технология постоянно совершенствуется, количество органов, которые можно распечатать, и их качество будут расти, и, возможно, в ближайшем будущем это внесет свой вклад в решение проблемы нехватки донорских органов.

А прототип мощного 3D-принтера будущего читатель уже видел: подобное устройство и его работа были ярко изображены в фильме «Пятый элемент», в эпизоде, когда тело главной героини Лилу восстанавливали после космической катастрофы.

Уже сейчас исследования по созданию и приживлению сложных органов удалось провести на лабораторных животных. В 2010 году из стволовых клеток была собрана мини-селезенка. Подобным же образом летом 2013 года японские ученые воссоздали ткань человеческой печени и вживили миниатюрный орган мыши, в теле которой он пророс кровеносными сосудами и взял на себя функцию данного органа. Впервые создать фрагмент почки из стволовых клеток удалось австралийским ученым осенью 2013 года. Используя клетки кожи человека, при помощи генной терапии они перепрограммировали их в нужные типы клеток почек и впервые воссоздали миниатюрный действующий фрагмент данного органа. В это же время американским коллегам впервые удалось трансформировать стволовые клетки человека в клетки легочных альвеол, что позволит выращивать для пересадки легочную ткань. Зимой 2014 года исследователи из Техаса сумели вырастить на каркасе легких человека, лишенном клеток, новые легкие с использованием стволовых клеток. В настоящий момент идет конкурентная борьба за увеличение искусственных твердых органов до размеров, применимых для трансплантации человеку, и улучшения их качества.

Ожидается, что искусственно выращенные сложные органы, подобные печени, почкам, сердцу и легким, войдут в медицинскую практику в ближайшие 15–20 лет. Чуть позже ученые научатся воссоздавать и регенерировать отдельные структуры головного мозга. Положительное влияние подобного изменения трудно переоценить. Отказ органа из-за болезни или травмы, атрофию органа (напомним, возрастной атрофии подвергается тимус, играющий важную роль в работе иммунитета), врожденные дефекты органа — все эти проблемы можно будет решить, вернув тысячам людей здоровье и высокое качество жизни.

Создание искусственных органов

Прогресс в материаловедении, создании автономных источников питания и микродвигателей дает принципиальную возможность создания автоматических протезов для замены дефектных органов. Это направление радикального продления жизни носит название киборгизации.

Достаточно давно в медицинской практике используется протезирование — искусственные зубы и кости, искусственная кожа, клапаны сердца и сосуды. Создана даже искусственная сетчатка глаза. В тело человека вживляются различные датчики и устройства, например кардиостимуляторы. Изношенные биологические органы также могут быть заменены на искусственные протезы целиком. Уже в наше время существуют электронные устройства, способные подсоединяться к нервной системе человека, что привело к созданию аппаратов для зрения, слуха, протезов конечностей нового поколения, приближающихся по своей функциональности к естественным. Мы можем двигать механическими пальцами искусственной руки, ходить на протезированных ногах, видеть электронными глазами и слышать через электронный слуховой аппарат. Разработанный по программе Министерства обороны США DARPA компьютерный нос уже умеет с точностью до 97 % различать несколько десятков запахов.

В настоящее время успешно проходит клинические испытания в США бионическая поджелудочная железа — прибор, способный отслеживать уровень глюкозы в крови и вводить требуемые концентрации гормонов инсулина и глюкагона.

Еще более востребованными являются устройства, заменяющие функцию почек и сердца. Миллионы людей по всему миру страдают острой почечной недостаточностью и тяжелыми заболеваниями сердца. Здесь не идет речь об аппарате для гемодиализа и сердечно-легочном аппарате, которые временно подключают при некоторых хирургических операциях. Необходимы вживляемые искусственные заменители данных органов, которые бы не ограничивали свободу перемещений пациента или хотя бы позволяли ему дожить до своей очереди на пересадку донорского органа (или до выращивания нового органа).

Конструкция первого механического сердца была разработана еще в 1937 году хирургом Владимиром Петровичем Демиховым. Устройство это представляло собой насос, приводящийся в действие электромотором. Прибор удалось успешно вживить собаке и тем самым доказать принципиальную возможность такого прибора. Первое искусственное сердце, которое было вживлено человеку, носило название по фамилии создателя «Ярвик-7» и увидело свет в 1982 году. С тех пор в США, Японии и Франции предпринималось несколько попыток имплантаций полностью искусственных сердец, однако они позволили продлить жизнь пациентов максимум на несколько месяцев.

Искусственную почку удалось создать и успешно применить в 1943 году голландскому врачу Виллему Йохану Кольфу. В настоящее время в мире создано несколько десятков моделей аппаратов «искусственная почка» и проведены тысячи операций с их применением. Однако это большие стационарные приборы. Существует также компактный носимый прибор, разработанный в 2008–2010 годах. Имплантируемая искусственная почка до сих пор не прошла клинических испытаний, хотя и существуют отдельные многообещающие разработки, которые найдут свое применение в ближайшие десять лет.

Много раз облетали мир новости о создании имплантов для мозга насекомых, мышей и крыс, позволяющие человеку дистанционно управлять их движениями. В настоящее время существуют аппараты, с помощью которых человек может мысленно управлять механической рукой, движением персонажей в компьютерной игре, посылать короткое мысленное сообщение по электронной почте или сканировать в компьютер визуальные образы, возникающие в его воображении.

Не за горами электронные протезы отдельных структур нашего головного мозга. Уже есть некоторые наработки в этой области. Американские исследователи в 2013 году разработали электронный интерфейс, который позволял нервным импульсам «обходить» травмированный участок нервной ткани и стимулировать следующие за ним отделы мозга, и успешно испытали его на крысах. Как предполагается, данная разработка поможет людям, пережившим инсульт, удаление опухолей мозга или травматическое повреждение. Учеными из Университета Тель-Авива в 2012 году был создан электронный мозжечок[18], который смог полностью заменить разрушенный мозжечок в мозге крыс.

Оказалось, что дублировать природу — очень трудная задача. Полученные результаты не вполне надежны и продлевают жизнь лишь ненадолго. Это и неудивительно, поскольку биологические органы имеют встроенную систему борьбы с отказами, способны самовосстанавливаться, в то время как механические заменители на это не способны, и их отказ может вызвать смерть их обладателя.

Но не стоит забывать, что разработка кибернетических органов направлена на сохранение жизни и повышение ее качества, а значит, они будут совершенствоваться, становиться более надежными и удобными, пока в один прекрасный день мы не увидим на Паралимпиаде спортсменов, чьи искусственные руки и ноги будут неотличимы от настоящих.

Инженерный подход к клеточному старению

Английский биоинформатик и биогеронтолог Обри ди Грей, автор «Стратегии достижения пренебрежимого старения инженерными методами» (SENS) и президент одноименного фонда, считает доскональные исследования старения напрасной тратой времени, так как биологическая природа все еще слишком сложна для нашего понимания. В то же время он призывает активно вмешиваться в природу человека для обращения старения вспять, используя методы, показавшие свою эффективность. Рациональное зерно этого подхода подтверждается рядом любопытных фактов из истории медицины. Например, Эдуард Дженнер, прививший оспу в 1796 году и спасший тысячи детских жизней, ничего не знал про устройство иммунитета. Технологии зачастую идут впереди глубокого осмысления их механизмов. По мнению ди Грея, стоит сосредоточиться на том, что мы уже знаем о причинах старения, и найти «инженерные подходы» к их устранению.

Несмотря на то, что не все согласны с выделяемыми Обри семью причинами старения, а предлагаемые «инженерные методы» пока больше похожи на научную фантастику, нельзя не согласиться с необходимостью каталогизации основных причин старения и создания технологий их устранения.

Рассмотрим причины старения по ди Грею и подходы SENS:

• Гибель клеток и атрофия клеток. Для их устранения предлагается вносить в организм стволовые клетки и факторы роста. На мой взгляд, это может привести к увеличению вероятности опухолеобразования, если только мы прежде не научимся с высокой степенью надежности управлять работой стволовых клеток, находящихся в организме.

• Ядерные [эпи] мутации, приводящие к раку. Для борьбы с опухолями ди Грей предлагает тотальное отключение теломеразы, достраивающей концы хромосом. Проблемы с регенерацией, которые наступят в связи с укорочением хромосом, он предлагает решать систематическим введением опять же стволовых клеток.

• Мутантные митохондрии. Митохондрии часто утрачивают важные фрагменты своей ДНК, что приводит к их неспособности образовывать требуемые белки. Поскольку генов в митохондриальной ДНК совсем немного, ди Грей считает необходимым перенести их в более безопасное место — в ядро клетки. Как будут добираться до митохондрий перемещенные белки, не уточняется. Хотя это, по сегодняшним меркам, вполне разрешимая проблема.

• Старение клеток. Сенесцентные (старые) клетки, как нежелательные, подлежат целенаправленному удалению. Напомню читателю, что в предыдущих разделах мы говорили о потенциальной пользе такого вмешательства.

• Сшивки внеклеточных белков. Поперечные сшивки белков стенок сосудов и соединительной ткани эластина и коллагена приводят к атеросклерозу, ограничению подвижности суставов. Ди Грей предлагает разрабатывать молекулы и ферменты, разрушающие такие сшивки. Неясно, правда, с какой стороны взяться за эту проблему. Но само направление выглядит перспективным.

• Внеклеточный мусор. Накопление агрегатов амилоида с возрастом является причиной нейродегенераций. SENS предполагает каким-то образом модифицировать иммунные клетки фагоциты и создавать вещества-разрушители бета-слоев. Отмечу, что в этом направлении достигнут определенный успех: на стадии клинических испытаний сейчас находится сразу несколько лекарственных средств, предназначенных для устранения амилоида из организма.

• Внутриклеточный мусор. Старческий пигмент липофусцин и окисленный холестерин способствуют деменции и сердечно-сосудистым проблемам. Обри ди Грей обращает внимание, что на кладбищах обитают микробы, способные разлагать человеческие останки, в том числе липофусцин. Он предлагает внедрять ферменты-гидролазы этих микробов в атеросклеротические бляшки и пораженные липофусцином клетки. Неясно, правда, что остановит эти гидролазы от разрушения других липидов клетки и клеточных мембран. Однако само направление поисков является верным: липофусцин необходимо научиться устранять.

Вызывает симпатию тот факт, что Обри ди Грею удалось привлечь к работе над этим масштабным проектом группы ученых из нескольких научных институтов США и других стран. Конференция SENS, которую каждые два года организует его Фонд в Кембриджском университете, позволяет геронтологам всего мира обмениваться последними результатами, идеями и гипотезами, что, безусловно, поддерживает темпы прогресса в биогеронтологии.

Нанотехнологии

Нанотехнологии, как считают, — это технологии, которые изменят наше будущее. Создаваемые устройства будут настолько малы, что они смогут на равных конкурировать со структурами и ферментами наших клеток, смогут адресно доставлять в них лекарства, измерять жизненно важные показатели, высвечивать микроопухоли и травмы, устранять в организме поломки, ведущие к нашему старению.

Уже сейчас отдельные нанотехнологии прорываются на рынок биомедицинских услуг. Прежде всего это различные наночастицы (липосомы, металлические частицы, фуллерены, полимерные мицеллы), внутрь или на поверхность которых размещают лекарственные препараты, требующие адресной доставки к пораженной ткани, либо адресной доставки сигнала для клинической диагностики.

Адресность достигается за счет присоединения к наночастице специальных антител, узнающих особенности ткани-мишени. На пути их применения пока стоят некоторые трудноразрешимые проблемы. Например, липосомы, попадая в организм, разрушаются нашими иммунными клетками.

Наночастицы из металла или нейлона нарушают микроциркуляцию в тканях (забивают капилляры), вызывают иммунный ответ или оказывают токсическое действие, повреждая структуры клеток. Как альтернатива искусственным наноносителям сейчас разрабатываются способы доставки через специальную обработку в качестве носителей собственных клеток пациента, например, клеток крови — эритроцитов и лейкоцитов. Эритроциты заканчивают свою жизнь в селезенке и печени, поэтому могут быть средством адресной доставки в эти органы. Лейкоциты проникают в очаг воспаления пораженных заболеванием тканей и могут нести лекарства туда.

В ближайшей перспективе нанотехнологии лягут в основу регенеративной наномедицины. Терапевтические вмешательства будут осуществляться при помощи сконструированных методами биоинженерии вирусов, бактерий с искусственной ДНК, несущей полезные свойства. Наноножницы из углеродных нанотрубок будут разрушать амилоид, липофусцин, атеросклеротическую бляшку или тромб.

Имплантируемые устройства с нанопорами с особым сенсорным покрытием позволят вести непрерывный мониторинг состояния нашего здоровья, сигнализируя о серьезных отклонениях от постоянства внутренней среды и сообщая место их возникновения.

В более отдаленной перспективе, когда будут разработаны и внедрены наномоторы, наносенсоры, наноманипуляторы, наноаккумуляторы и даже нанокомпьютеры, возможно будет конструировать нанороботов, которые станут выполнять задачи молекулярной диагностики и лечения непосредственно внутри тканей нашего организма и даже отдельных клеток тела.

Когда-нибудь реализация работы таких устройств будет напоминать кадры из фантастических фильмов: полученные травмы будут заживать как бы сами собой, без какого-либо влияния извне.

Обработка всех этих объемов диагностических данных и результатов мониторинга здоровья в реальном времени вскоре потребует суперкомпьютерных мощностей или даже появления искусственного интеллекта. Уже сейчас лечащий врач не поспевает за потоком новой медицинской информации, выходом новых научных статей, лекарств и технологий.

Суперкомпьютер, имеющий доступ ко всем клиническим случаям, терапевтическим показаниям к применению тех или иных средств лечения, научным публикациям, станет незаменимым помощником врача. Он будет оценивать и сообщать вероятность успеха тех или иных лечебных процедур, по результатам диагностики выявлять причины заболевания и отслеживать успешность лечения.