Синтия Кенион: Експерименти които намекват за по-дълъг живот

Искало ли ви се е да останете млади и да живеете по-дълго и да отложите остаряването? Това е мечта от древността. Но дълго време учените мислеха че това никога няма да е възможно. Че човек просто се износва и няма какво да се направи -- като стара обувка. Но ако погледнете в природата виждате, че различните животни имат много различна продължителност на живота. Тези животни са различни защото имат различни гени. Това подсказва, че някъде в гените, в ДНК-то, има гени за остаряването, гени, които им позволяват да имат различна продължителност на живота. Ако има такива гени, можете да си представите, че ако в експеримент промените един ген, генът на остаряването, може би ще забавите остаряването и удължите живота. И така може би ще намерите гените на остаряването. И ако те съществуват, и ги намерите, може би ще можете да направите нещо по въпроса.

Ние сме се заели да намерим гените които контролират остаряването. Ние не изучавахме тези животни, а малък, кръгъл червей наречен C. elegans, който е голям колкото една запетайка. Бяхме оптимистични, че можем да намерим нещо защото имаше сведения за продължително живеещ мутант. И започнахме да променяме гените напосоки, търсейки дълголетни животни. И имахме късмета да открием, че мутациите които увреждат един ген наречен даф-2, удвоиха живота на малкия червей.

Така че можете да видите, в черно, че след един месец -- те имат много кратък живот, затова обичаме да ги изучаваме за проучвания в остаряването -- в черно, след един месец, нормалните червеи умират. Но тогава, повечето от мутиралите червеи са още живи. И чак след двойно по-дълго време умират и те. Искам да ви покажа как излеждат в този филм. Първо ще видите нормалния червей когато е на възрастта на един студент -- младеж. Много сладък. А после ще видите дълго-живущия мутант в младостта си. Това животно ще живее двойно по-дълго. Нещастно ли е? Не изглежда така. Активно е. Не се вижда разлика. И те са напълно плодовити -- имат същия брой потомство като нормалните червеи.

А сега извадете носните кърпички. Ще видите, само след две седмици нормалните червеи са стари. Ще видите главичката да се мърда тук в долния край. Но всичко друго просто лежи. Очевидно са в старческия дом. И ако погледнете тъканите им, те започват да се влошават. Знаете, дори ако никога не сте виждали преди C. elegans -- повечето от вас може би не са -- но можете да познаете, че са стари -- интересно, нали?

Така че има нещо в остаряването, което е универсално. А ето тук е мутанта даф-2. Един от 20 000 гени е променен, и погледнете. Същата възраст, но не е в старческия дом; отива да кара ски. Това е страхотното -- че остарява по-бавно. Този червей за два дни остарява толкова, колкото нормания червей за един ден. И когато кажа на хората за това те си мислят за 80-90 годишен човек, който изглежда добре за 80-90. Но всъщност е по-близко до това: да кажем, че сте един 30-годишен мъж и сте ерген, ходите по срещи. Срещате жена която много харесвате, и я опознавате. В ресторант сте, и казвате: "На колко години си?" Тя казва: "На 60." И вие никога не бихте познали ако тя не ви беше казала.

(Смях)

Окей. Та какъв е този ген даф-2? Както знаете, гените, които са част от ДНК-то, са инструкции за създаване на протеин, който прави нещо. Генът даф-2 кодира хормонален рецептор. На тази снимка тук виждате клетка с хормонален рецептор в червено, пробиващ през стената на клетката. Част от него е като бейзболна ръкавица. Част е от външната страна и улавя хормона който минава, в зелено. А другата част е отвътре, където изпраща сигнали в клетката.

Какво казва даф-2 рецептора на вътрешността на клетката? Казах ви, че ако направите мутация в клетката на даф-2 гена ще получите рецептор, който не работи много добре и животното живее по-дълго. Това означава, че нормалната функция на този хормонален рецептор е да ускорява остаряването. Това е значението на тази стрелка. Ускорява остаряването. животното носи смъртта в себе си, ускоряваща остаряването. Всичко това е много интересно. Подсказва ни, че остаряването се контролира от гените и по-специално, хормоните. Какви са тези хормони? Има много хормони -- тестостерон, адреналин. Знаете много от тях. Тези хормони са подобни на хормоните в нашите тела. Хормоналният рецептор на даф-2 е много подобен на рецептора за хормона инсулин и ИГФ-1.

Всички се чували поне за инсулина. Инсулинът е хормон, който поддържа приемането на хранителни вещества в тъканите ви след хранене. А хормонът ИГФ-1 подпомага растежа. Функциите на тези хормони са известни от дълго време, но нашите проучвания подсказват, че може би имат и трета функция за която никой не е знаел -- може би афектират и остаряването. И изглежда, че това е така.

След като направихме нашите открития с малкия C. elegans, хората които работиха на други животни започнаха да питат, ако направим тази даф-2 мутация на хормоналния рецептор и в други животни, и те ли ще живеят по-дълго? Оказва се, че е така при мухите. Ако промените хормоналния пасаж в мухите, те живеят по-дълго. Както и в мишките -- а мишките са бозайници като нас. Така че това е древен път, защото се е появил отдавна в еволюцията за да работи при всички тези животни. А от общ предшестеник е произлязъл и човекът.

Така че може би и при хората би проработило по този начин. И има признаци за това. Например, бе направено изследване на население от ашкенази евреи в Ню Йорк. Както всяко население, повечето от хората живеят до 70 или 80, но някои достигат 90 или 100. И откриха, че тези които живеят до 90 или 100 е по-вероятно да са имали даф-2 мутации -- тоест, генетични промени, които кодират рецепторът ИГФ-1. И поради тези промени гените не са работели така добре колкото нормалните. Били са увредени. Това са признаци че хората са податливи на ефекта на хормоните на остаряването.

Така че следващия въпрос е: Има ли ефект върху болестите свързани с остаряването? С остаряването е много по-вероятно да се разболеете от рак, Алцхаймер, сърдечни болести, и много други. Оказва се, че тези продължително съществуващи мутанти са по-устойчиви към всички тези болести. Те почти не се сдобиват рак, а ако го прихванат, не е тежък. Така че е доста интересно и логично, че те са все още млади, така че защо ще се разболяват от старчески болести преди да са остаряли? Това подсказва, че ако имаме терапия или хапче, което да повтори този ефект у хората, може би ще имаме начин да се преборим с много различни старчески болести наведнъж. Как може хормон да повлияе на скоростта на остаряване? Как става?

Оказва се, че при мутантите даф-2 много от гените са активирани в ДНК-то и кодират протеините, които предпазват клетките и тъканите, и поправят уврежданията. И са активирани чрез гено-регулиращ протеин наречен ФОКСО. Така че у мутант даф-2 -- виждате хикс-а тук върху рецептора. Рецепторът не работи много добре. При тези условия, протеинът ФОКСО тук в синьо е отишъл в ядрото -- това малко нещо в средата на клетката -- и е върху един ген, който е свързан с него. Виждате един ген. Всъщност има много гени, които сa свързани с ФОКСО. И тук е един.

Така че ФОКСО активира много гени. Това включва антиоксидантни гени, гени, чиито протеинови продукти всъщност помагат на други протеини да функционират -- да се сгъват и функционират правилно. Също може да ги изпрати до кошчето за боклуци на клетката и да ги рециклира ако са увредени. Възстановителните ДНК гени са по-активни при тези животни. Както и имунната система. Много от тези различни гени, както показахме, допринасят за дългия живот на мутанта даф-2. Много е интересно. Тези животни имат латентната възможност да живеят много по-дълго. Имат способността да се предпазят от много видове увреждания, което, смятаме, им позволява да живеят по-дълго.

А относно обикновенния червей? Когато рецепторът даф-2 е активен предизвиква ред неща, които възпират ФОКСО да влиза в ядрото, където е ДНК-то. И не може да активира гените. Затова не виждаме дълъг живот докато не получим даф-2 мутант. Но как помага това на червея? Смятаме, че инсулина и хормоните ИГФ-1 са особено активни при благоприятни условия -- когато има много храна и няма много стресове. Тогава те подпомагат приемането на хранителни вещества. Могат да съхраняват храна, да я използват за енергия, да растат, и т.н.

Но мислим, че при условия на стрес, нивата на тези хормони падат -- например при ограничение на храната. И това, смятаме, се регистрира от животното като сигнал за опасност, сигнал, че нещата не са добре и ще трябва да прибегне към мерки за предпазване. Така че активира ФОКСО, ФОКСО отива в ДНК-то, предизвиква проявяването на тези гени, които подобряват способността на клетката да се предпазва и само-възстановява. И смятаме, че затова животните живеят по-дълго.

Може да гледате на ФОКСО като домоуправител в сграда. Може да е малко мързелив, но е там, и се грижи за сградата. Но тя се влошава. И тогава, внезапно, научава че ще има ураган. И всъщност нищо не прави сам. Обажда се по телефона -- както ФОКСО се свързва с ДНК-то -- и се обажда на майстора за покрива, майстора по прозорците, бояджията, майстора за пода. И всички те идват и укрепват сградата. И когато урагана мине, сградата е в много по-добро състояние отколкото иначе би била. Не само това, а и би се запазила по-дълго, дори ако няма ураган. Така че, това е идеята тук за възможността за удължаване на живота.

Страхотното нещо на ФОКСО е че има различни видове. Всички имаме ФОКСО гени, но нямаме един и същи вид ФОКСО гени. Също както всички имаме очи, но някои имат сини, а други кафяви. А има и определени форми на ФОКСО гена, които са по-често срещани в хората които доживяват 90-100 години. И така е по целия свят, както виждате по тези звезди. Всяка една представлява население където учените са запитали: "Има ли разлики във вида ФОКСО гени при хората които живеят много дълго?" -- и има. Не знаем подробности за това как работи, но знаем, че гените ФОКСО могат да влияят на дълготрайността на живота при хората. Това означава, че ако го променим малко, можем да увеличим здравето и дълголетието на хората.

Това е много вълнуващо за мен. ФОКСО е протеин, който в тези малки, кръгли червеи, влияе на продължителността на живота, а тук влияе и на хората. Така че се опитваме в нашата лаборатория да създадем лекарства, които ще активират клетката ФОКСО използвайки човешки клетки за да измислим лекарства, които ще забавят стареенето и старческите болести. И вярвам, че това ще се случи.

Има много различни протеини, които афектират остаряването. И поне за един от тях има лекарство. Има едно, наречено ТОР, което е хранителен сензор, като инсулина. А мутациите, които увреждат гена ТОР, както даф-2 мутациите, удължават живота на червеите, мухите и мишките. Но в този случай, вече има лекарство, наречено рапамицин, което се свързва към ТОР-протеина и подтиска дейността му. Можете да дадете рапамицин на мишка -- дори ако е доста стара, еквивалентна на 60-годишна за човек, 60-годишен човек -- ако й дадете рапамицин, ще живее по-дълго.

Не искам сега всички да започнете да взимате рапамицин. То е лекарство за хора, но подтиска и имунната система. Хората го взимат за да не отхвърли тялото органи трансплантанти. Така че може би не е перфектното лекарство за удължаване на младостта. Но все пак сега, в 2011-та година, има лекарство което можете да дадете на доста стара мишка, което ще удължи живота й, което произлиза от тези проучвания правени с всички тези различни животни.

Така че съм оптимистично настроена, и се надявам че не след дълго ще започне да се сбъдва тази древна мечта.

Благодаря ви.

(Ръкопляскания)

Мат Ридли: Благодаря, Синтия. Значи, въпреки че търсите лекарство, което да разреши проблема с остаряването при стари хора като мен, нещо, което е напълно възможно в лабораторията, ако беше етично позволено, е да започнете нов човешки живот с променени гени, с които ще живее по-дълго?

СК: Вида лекарства за които говорех няма да променят гените, а само ще се прикрепят към протеина и ще променят дейността му. Така че ако спрете да приемате лекарството, протеина ще се върне към нормалното. Принципно генът може да се промени, но няма технология която да прави това. Но не мисля, че е добра идея. Причината е, че тези хормони, като инсулина и ИГФ-1 и ТОР хормоните, са от основно значение. Ако ги изключим напълно, човек ще се разболее. Може би трябва просто да се нагласи внимателно, да получим ползата без проблеми. Смятаме че така е много по-добре, контролът е по-добър във вида на лекарство. Също така, има други начини да се активира ФОКСО, които не включват инсулин или ИГФ-1, които може да са и по-безопасни.

МР: Аз не че бих го направил, но... (Смях) Има феномен за който сте писали и говорили, незначително остаряване. Има вече създания на тази планета, които не остаряват. Бихте ли се преместили от едната страна, моля.

СК: Ето тук. Има животни, които изглежда не остаряват. Например, костенурките наречени бландинг. Порастват до такъв размер. Били са маркирани и живеят до 70-годишна възраст. Ако погледнете тези 70-годишни костенурки, не се вижда разлика между тези и 20-годишните костенурки. А 70-годишните са всъщност по-добри при намирането на подслон, и имат повече потомство всяка година. Има и други примери за такива животни, като определени видове птици. Никой не знае дали могат да живеят завинаги, или какво възпрепятства остаряването им. Не е ясно.

Ако погледнете птиците, които живеят дълго, клетките им са по-устойчиви към различни видове стрес -- като висока температура, хидроген пероксид, и такива неща. Както и нашите дълголетни мутанти. Те са по-устойчиви към такъв стрес. Така че може да е от нещата за които говорих, които се развиват доста бързо при червея, имат различна начална точка при птиците например, които живеят много по-дълго. А може би са още по-различни при животни, които не остаряват биологически -- но ние не знаем.

МР: Но тук говорите не за удължаване на човешкия живот като се предотврати смъртта, а удължаване на човешката младост.

СР: Да, точно така. По-скоро, ако си например куче. Забелязваш, че остаряваш и поглеждаш стопанина си и си мислиш: "Защо този човек не остарява?" А той просто не остарява през живота на кучето. Но сега се опитваме да си представим по-различен човек.

МР: Благодаря много, Синтия Кенион.

(Ръкопляскания)