Теломеры на концах хромосом

Американским ученым удалось обратить преждевременное старение клеток, взятых у пациентов с прогерией, путем удлинения теломер с помощью РНК-терапии. Результаты работы опубликованы в Journal of the American College of Cardiology .

Теломеры представляют собой «насадки» на концах хромосом, которые обеспечивают репликацию (удвоение) ДНК при делении клеток. С каждым делением они укорачиваются, что ограничивает возможности клеток к размножению (максимально возможное число делений называется пределом Хейфлика). Укорочение теломер с возрастом служит одним из факторов старения организма. В клетках присутствует фермент теломераза, способный увеличивать длину теломер, однако он активен только в клетках, которым необходимо постоянно делиться (стволовых, половых, некоторых эпителиальных и большинстве злокачественных).

Прогерия Хатчинсона-Гилфорда - редкое генетическое заболевание, обусловленное мутацией гена LMNA , который кодирует белок ламин А, входящий в оболочку клеточного ядра. Дефектная форма этого белка, названная прогерином, нарушает архитектуру ядра, репарацию ДНК, многие другие биохимические процессы, а также резко ускоряет укорочение теломер. Все это приводит к быстрому старению организма - средняя продолжительность жизни при прогерии не превышает 13 лет.

Сотрудники Хьюстонского методистского исследовательского института с помощью монохромной мультиплексной количественной ПЦР измерили длину теломер в фибробластах 17 пациентов с прогерией возрастом от 1 до 14 лет, а также аналогичных клетках здоровых новорожденных и взрослых. У 12 пациентов эта длина соответствовала 69-летним здоровым людям, у остальных пяти она оказалась нормальной.

После этого ученые ввели в часть фибробластов пациентов с прогерией матричную РНК (мРНК), кодирующую человеческую теломеразу (hTERT), а в остальные - мРНК, кодирующую каталитически инертную форму этого фермента (CI hTERT), которая связывается с теломерами, но не удлиняет их. Процедуру повторили трижды с интервалом в 48 часов, что привело к стабильной экспрессии мРНК в течение нескольких дней.

РНК-терапия обычной hTERT восстановила пролиферацию фибробластов с укороченными теломерами, уменьшила потерю клеток в культуре и продлила срок жизни клеток. Это сопровождалось признаками омоложения фибробластов, в том числе увеличением активности теломеразы и длины теломер, снижением секреции воспалительных цитокинов и другими (авторы намерены подробно описать их в последующих публикациях). В целом кинетика роста клеток приблизилась к нормальной, но иммортализации (приобретения способности к неограниченному размножению и злокачественному перерождению) клеточной культуры не наблюдалось.

Введение CI hTERT в дефектные фибробласты и hTERT - в фибробласты с нормальной длиной теломер подобных эффектов не производили, то есть за них отвечало именно восстановление длины укороченных теломер.

«Полученные результаты свидетельствуют, что временная экспрессия мРНК теломеразы может служить быстрым и эффективным методом обращения старения клеток при прогерии. Хотя длительная экспрессия теломеразы может вызвать опасения, связанные с иммортализацией, наш подход не привел к перерождению клеток», - пишут авторы работы. В дальнейшем они намерены усовершенствовать методику так, чтобы адаптировать ее к клиническому применению.

Ранее ученым замедлить старение клеток мышей с аналогом прогерии временным «включением» факторов транскрипции, преобразующих зрелые клетки в стволовые. Также был орган-на-чипе для изучения реакции клеток пациентов с прогерией на механическую деформацию.

Наш организм рассчитан на жизнь в 120 лет. Ресурс «отсчитывают» части ДНК - теломеры. То есть, чтобы замедлить процесс старения, достаточно заботиться о состоянии теломер. Как - читайте далее.

Теломеры - это повторяющиеся последовательности ДНК, что находятся на концах хромосом. При каждом делении клетки теломеры укорачиваются. Со временем они совсем «стираются», что приводит к старению клетки, а затем - к ее гибели. Накопление таких клеток в организме повышает риск развития заболеваний. Согласно теории предела Хейфлика, потенциальная продолжительность жизни человека составляет 120 лет. К этому возрасту в организме становится слишком много клеток, не способных делиться и поддерживать его жизнедеятельность.

Фермент теломераза восстанавливает укороченную ДНК. У взрослого человека он почти неактивен. Зато обладает высокой активностью в клетках эмбрионов и злокачественных опухолей.

Почему стресс старит

Многие пагубные для здоровья возрастные изменения организма связаны с укорочением теломер. В первую очередь, это заболевания сердца, ожирение, сахарный диабет и дегенерация хрящевой ткани. Согласно исследованиям, люди с короткими теломерами быстро устают, у них рано появляются морщины и часто возникают простудные заболевания.

Продолжительность жизни напрямую зависит от стресса: чем больше нервничает человек, тем интенсивнее укорачиваются теломеры. Это, в свою очередь, ускоряет биологическое старение клеток. Хронический стресс и депрессия означают плохое состояние теломер, их подверженность преждевременному укорочению. Это является основной причиной того, что стресс старит человека.

Базовое питание для теломер

Восстановить теломеры помогает фермент теломеразы. Активность этого фермента можно активизировать умеренными физическими нагрузками, а также сбалансированным питанием, которое включает витамины и полиненасыщенные жирные кислоты. Тем более, что исследования доказывают, что длина теломер у людей, ведущих правильный образ жизни, значительно больше, чему тех, кто злоупотребляет алкоголем, не следит за своим питанием и весом, ведет малоактивный образ жизни.

Длину теломер можно и нужно поддерживать при помощи питания, поскольку важнейшие процессы не будут проходить, если организме нехватка витаминов В6, В12 и фолиевой кислоты.

Ежедневный рацион должен обязательно включать белки, особенно серосодержащие. Не обойтись без молочных продуктов, яиц, мяса, курицы, бобовых, орехов и зерновых. Яйца особенно важны потому, что являются наиболее богатым источником холина. А для восстановления повреждений в ДНК необходим магний и цинк.

Питание является отличным механизмом для замедления износа организма, если с пищей получать достаточное количество антиоксидантов. Это биологически активные вещества, которые защищают клетки от окисления. Самые известные и доступные антиоксиданты - витамины C и E. Обеспечив организм антиоксидантами, вы не только защищаете клетки и замедляете старение, но и выводите себя из группы рыска по раку.

Использованы фото depositphotos

Изучение процессов старения организма человека всегда занимало умы ученых. И сегодня многие исследователи пытаются до конца разгадать этот механизм, заключающийся в развитии и постепенном увядании клеток тела человека. Возможно, что ответы на эти вопросы помогут медикам увеличивать продолжительность жизни и улучшать ее качество при различных заболеваниях.

Сейчас существует несколько теорий о старении клетки. В этой статье мы рассмотрим одну из них. Она основана на изучении таких частей хромосом, заключающих в себе около 90 % ДНК клетки, как теломеры.

Что такое «теломеры»?

В каждом ядре клетки находится по 23 пары хромосом, представляющих собой Х-образно закрученные спирали, на концах которых находятся теломеры. Эти звенья хромосомы можно сравнить с наконечниками шнурков для обуви. Они выполняют такие же защитные функции и сохраняют целостность ДНК и генов.

Деление любой клетки всегда сопровождается раздвоением ДНК, т. к. материнская клетка должна передать информацию дочерней. Этот процесс всегда вызывает укорачивание ДНК, но клетка при этом не теряет генетическую информацию, т. к. на концах хромосом расположены теломеры. Именно они во время деления становятся короче, предохраняя клетку от утраты генетической информации.

Клетки делятся многократно и с каждым процессом их размножения теломеры укорачиваются. При наступлении критически маленького размера, который называется «предел Хейфлика», срабатывает запрограммированный механизм смерти клетки – апоптоз. Иногда – при мутациях – в клетке запускается другая реакция - программа, приводящая к бесконечному делению клетки. Впоследствии такие клетки становятся раковыми.

Пока человек молод, клетки его тела активно размножаются, но с уменьшением размеров теломер происходит и старение клетки. Она начинает с трудом выполнять свои функции, и организм начинает стареть. Из этого можно сделать такой вывод: именно длина теломер является самым точным индикатором не хронологического, а биологического возраста организма.

Краткая информация о теломерах:

• они не несут генетической информации;
• в каждой клетке человеческого организма заключено 92 теломеры;
• они обеспечивают стабильность генома;
• они защищают клетки от смерти, старения и мутаций;
• они защищают структуру конечных участков хромосом при делении клетки.

Возможно ли защитить или удлинить теломеры и продлить жизнь?

В 1998 году американские исследователи смогли преодолеть предел Хейфлика. Значение максимального укорочения теломер различно для разных типов клеток и организмов. Предел Хейфлика для большинства клеток человеческого организма составляет 52 деления. Увеличить это значение в процессе экспериментов стало возможным путем активации такого особого фермента, воздействующего на ДНК, как теломераза.

В 2009 году ученые из Стэнфордского университета были удостоены Нобелевской премии за разработку метода стимуляции теломер. Эта методика основана на применении особой молекулы РНК, несущей в себе ген TERT (обратной теломеразной транскриптазы). Она является матрицей для удлинения теломер и распадается после выполнения своей функции. Полученные клетки «омолаживаются» и начинают делиться более интенсивно, чем ранее. При этом их малигнизация, то есть превращение в злокачественные, не наступает.

Благодаря этому открытию стало возможным удлинять концы хромосом более чем на 1000 нуклеотидов (структурных единиц ДНК). Если пересчитать этот показатель на годы жизни человека, то он составит несколько лет. Такой процесс воздействия на теломеры абсолютно безопасен и не вызывает мутаций, приводящих к бесконтрольному делению и малигнизации клеток. Это объясняется тем фактом, что после введения особая молекула РНК быстро распадается и иммунитет не успевает реагировать на нее.

Ученые сделали выводы о том, что теломераза:

• защищает клетки от старения;
• продлевает жизнь клетки;
• предупреждает уменьшение длины теломер;
• создает матрицу для «достраивания» теломер;
• омолаживает клетки, возвращая их к молодому фенотипу.

Пока научные эксперименты, проводящиеся на основе теории ученых из Стэнфордского университета, выполнялись только на лабораторных мышах. В их итоге специалисты смогли затормозить старение кожи животных.

За это открытие работающая в США австралийка Элизабет Блекберн, американка Кэрол Грейдер и ее соотечественник Джек Шостак были удостоены Нобелевской премии. Ученые из Стэнфорда надеются, что созданная ими методика даст возможность в будущем лечить тяжелые заболевания (в том числе и нейродегенеративные), которые провоцируются укорочением теломер.

Питер Лэндсдорп, научный директор Европейского института биологии возраста рассказывает о роли теломер в процессах старения и образования опухолей:

Известный американский ученый Билл Эндрюс вплотную подошел к созданию препарата, замедляющего старение клеток. Лекарство действует за счет теломеразы - фермента, который Билл обнаружил вместе со своей исследовательской группой. Ученый также занимается бегом и в свои 62 одолел сложнейший ультрамарафон в Гималаях, - а это 222 километра без остановки в разреженном горном воздухе. T&P поговорил с ним о здоровье, спорте и старости, наступление которой можно отсрочить и без таблеток .

Ваши разработки основаны на исследовании теломер и теломеразы. Что это такое и как это работает?

Теломеры - это кончики наших хромосом. В живой природе в хромосомах содержатся молекулы ДНК с генетической информацией, определяющей цвет волос, глаз и все остальное. Каждая такая молекула - как длинная цепочка записей, или «оснований». В каждой хромосоме их сотни миллионов. На самом деле молекула ДНК похожа на шнурок для ботинок, а теломеры - на пистончики у него на концах. За последние 30 лет мы узнали, что с возрастом эти пистончики уменьшаются, и доказали, что короткие теломеры связаны почти со всеми мыслимыми болезнями, которыми с возрастом может заболеть человек. Сейчас мы пытаемся восстановить длину теломер в живой клетке или, по крайней мере, замедлить процесс их сокращения. Мы выпустили сотни публикаций в научных журналах, рассказывая о том, как они связаны с состоянием здоровья человека. Мы не знаем точно, что здесь причина, а что - следствие, но большая часть исследований доказывает, что уменьшение теломер вызывает заболевания, а не наоборот.

Я возглавлял исследовательскую группу, которой удалось открыть фермент под названием теломераза, ответственный за поддержание длины этих участков хромосом. Теломераза производится только в наших гаметах: дети рождаются с длинными теломерами, а потом, с возрастом, начинается процесс их сокращения. Мы взяли теломеразу, ввели ее в другие человеческие клетки в чашке Петри и увидели, что клетки стали моложе, а теломеры в них выросли. Вторая группа ученых в той же компании позже поместили эти клетки на спинки лабораторных мышей и заметила, что кожа в этих местах вновь стала молодой. Это говорит о том, что механизмы старения можно повернуть вспять.

После этих открытий третьей группе специалистов в Гарварде, возглавляемой доктором Рональдом де Пино, с помощью техник генной терапии удалось удлинить короткие теломеры старых мышей. Когда они сделали это, то увидели, что за несколько недель мыши опять стали молодыми. Это избавило их от множества заболеваний, связанных с возрастом. Мы не знаем на 100%, может ли восстановление теломер лечить болезни, но я, опираясь на множество научные публикации, на 99% уверен, что может. И все же мы хотим узнать это точно, прежде чем создадим таблетки для людей. К тому же техники, которые применялись в случае с мышами, не подходят человеку: не из-за теломеразы, а из-за побочных эффектов самой генной терапии.

Моя компания тестирует химические вещества и добавляет их к человеческим клеткам в чашках Петри в поисках того, что запустит процесс производства теломеразы. Среди сотен тысяч «претендентов» мы нашли природные вещества, которые сегодня использует для производства своих продуктов фирма Isagenix. Кроме того, в Южной Корее, Новой Зеландии, Австралии и Китае существует косметика для кожи, эффект которой основан на действии теломеразы, - хотя здесь для производства используются синтетические вещества. Мы провели клинические исследования этого крема и обнаружили, что это самое эффективное средство против морщин и для восстановления эластичности кожи, которое мы когда-либо рассматривали. К сожалению, мы не изучали влияние этого крема на ранки, хотя пользователи говорят, что он их заживляет.

Вообще, есть гипотеза, что весь процесс старения существовал не всегда. Это так?

Я уверен, что старение - это недавнее изобретение эволюции. На нашей планете до сих пор есть существа, у которых отсутствует этот механизм, - или, во всяком случае, мы его не замечаем. Это омары, черепахи, двустворчатые моллюски, некоторые киты, рыбы и птицы. У всех этих животных в клетках постоянно производится теломераза, а теломеры не укорачиваются.

Все это было открыто недавно, поскольку на самом деле людей никогда не интересовало, как долго живут животные. По большинству животных нельзя определить их возраст, у них нет «колец роста» или морщин. Можно только найти новорожденное животное, поместить на него какое-нибудь устройство и наблюдать. В некоторых случаях даже спустя много лет животное не выказывает никаких признаков старения.

У Чарльза Дарвина, например, была черепаха по кличке Гариетта, которая внезапно умерла в возрасте порядка 180 лет, - но это было не из-за старости. Есть черепахи, которые появились на свет больше двухсот лет назад и до сих пор живы. Недавно рыбаки выловили гренландского кита, на шкуре которого нашли гарпун, сделанный 130 лет назад. А у двустворчатых моллюсков на панцире есть полосы, каждая из которых вырастает за год, - и сейчас люди находят моллюсков старше пятиста лет. Все это происходит потому, что их теломеры не становятся короче, а теломераза вырабатывается во всех клетках организма. У таких животных также редко возникают тяжелые болезни, в том числе рак.

Возникает вопрос - почему в природе появился процесс старения? Думаю, для этого есть отличное теоретическое объяснение. Цель эволюции - помочь нам адаптироваться к изменениям среды. За последние две тысячи лет мы смогли в этом преуспеть и стали достаточно разумными. Нам позволила сделать это наша способность тасовать гены: ведь если двое людей или животных производят потомство, они создают вариант, который никогда прежде не существовал на планете. Так мы безостановочно улучшаем свою способность приспосабливаться к переменам и улучшаем шансы на выживание вида в будущем - за счет новых детей и новых поколений.

Однако если старики не стареют, а остаются здоровыми и умудренными опытом, молодежь не может с ними соревноваться - ни за еду, ни за невест и все остальное. В результате гены тасуются реже. То есть вид выживает лучше, если старых существ убивают. У долгой жизни нет преимуществ после того, как вы вырастили детей: когда они становятся взрослыми, вы превращаетесь в их конкурента.

Тем не менее с точки зрения механизма старение в природе бывает разным: мыши, например, становятся дряхлыми из-за окислительного стресса и сердечнососудистых заболеваний. Существует двадцать разных теорий о том, почему мы стареем. Я не могу поверить ни в одну из них, но вижу, что все они рассматривают умирание как процесс сгорания клеток. Вопрос заключается в том, когда и как этот процесс запускается. Я предполагаю, что сегодня эволюция «отрабатывает» разные его варианты. Возможно, сотни тысяч лет назад старения не существовало, поскольку волноваться о конкуренции с потомками было не нужно: все могли найти себе место и так.

Ученые обнаружили, что из-за укорачивания теломер стареют только люди и другие приматы, а также собаки, кошки, лошади, овцы, медведи и свиньи. У остальных живых существ этот процесс устроен иначе, - или его просто нет. Любопытно, что большая часть животных, которых я перечислил выше, была одомашнена. Это заставляет меня задумываться над тем, могло ли приручение, когда охотиться и защищать себя стало не нужно, заставить их создать новый механизм старения в процессе генетической эволюции вида. При этом кроликов или мышей мы тоже приручили, - и все же они стареют не от укорачивания теломер.

Люди все равно хотят жить долго - с потомством или без него. Есть ученые, которые говорят, что человеческий организм рассчитан на 100 или даже 120 лет. Так ли это?

Три независимых исследования, проведенных в последние годы, подтвердили, что продолжительность человеческой жизни растет. И во всех случаях максимальный возраст, по расчетам, составлял 125 лет. Сегодня мы уже не живем до 20 лет, как древние римляне, и не живем до 45, как люди Средневековья: наш средний возраст на момент смерти составляет порядка 80 лет. Однако при этом максимальная продолжительность жизни с древних времен совсем не увеличилась.

Укорачивание теломер прекрасно это объясняет. Если поместить человеческие клетки в чашку Петри, мы увидим, что их длина сокращается примерно на 5200 оснований за один год. В момент рождения длина теломер составляет 10 тысяч оснований, а через 125 лет после этого - 5 тысяч. И это при условии, что мы ведем идеально здоровый образ жизни. Однако мы этого не делаем: мы курим, набираем лишний вес, пренебрегаем спортом, переживаем стресс.

Как только мы найдем способ замедлить процесс сокращения длины теломер, остановить его совсем или даже вновь удлинить короткие теломеры, это позволит людям жить дольше, чем до 125 лет. Возраст самого старого человека на планете в данный момент составляет 116 лет, так что в лучшем случае пройдет еще как минимум восемь лет, прежде чем мы сможем проверить теорию. И у нас пока нет лекарства от старости. Есть только вещи вроде продукции Isagenix, хотя мы ожидаем, что люди, которые пользуются ею, смогут прожить больше 125 лет.

«Я хочу доказать, что я или кто-то другой может прожить больше 125 лет. Нет смысла жить долго, если ты не живешь полноценно»

Я воспринимаю старость как болезнь, от которой мы все страдаем, и ищу от нее лекарство. Многим людям, особенно в Управлении по надзору за качеством продуктов питания и лекарственных средств Правительства США (FDA), не нравится то, что я так это называю. Но когда я буду пробегать одну милю (1,6 км) за семь минут в возрасте 100 лет, они тоже начнут так говорить о старости. Я хочу доказать, что я или кто-то другой может прожить больше 125 лет. Нет смысла жить долго, если ты не живешь полноценно. Я хочу быть способным показать, что можно быть молодым и здоровым в 130 лет. Когда я или кто-нибудь еще выполнит эту задачу, я скажу: теперь все обязаны согласиться, что старость - это болезнь, и ее можно вылечить.

Вы говорили, что ваш биологический возраст сейчас почти на 20 лет отстает от фактического.

Да, в 60 лет я прошел тесты компании Life Length, где врачи измерили длину моих теломер. Они установили, что мой биологический возраст - 42 года. Через неделю после этого этого лаборатория Терри Гроссмана прислала результаты других, не связанных с теломерами тестов. Они тоже определили мой возраст как 42. Честно говоря, в детстве я представлял 60-летних людей совсем иначе, и это потрясающее чувство.

Я учитываю все теории старения, которые существуют сегодня, и делаю все, что могу: веду здоровый образ жизни, включаю в рацион антиоксиданты, витамин D, жирные кислоты омега-3, занимаюсь спортом, стараюсь сократить стресс и количество всякого мусора в жизни и быть оптимистом. Главное, что стоит знать, - смерть чаще всего наступает, только когда теломеры становятся короче: хромосомы, по сути, просто начинают расщепляться на концах. Этот процесс, вероятно, может вызвать множество заболеваний: рак, сердечнососудистые патологии, болезнь Альцгеймера, остеопороз и дистрофию мышц.

Вы много бегаете. Что нужно, чтобы начать заниматься бегом?

Чтобы начать бегать, нужно ходить. Ходьба так же хороша, как бег, - она просто занимает больше времени. «Встань и иди», - так говорят в моей любимой группе тренеров по бегу Desert Sky Adventures. Большинство людей, которые начинают много ходить хотя бы шесть дней в неделю, через месяц или два уже не могут удержать себя на месте и не побежать. Тело становится энергичнее, суставы работают лучше. Я, кстати, впервые столкнулся с болями в них, когда сделал перерыв в беге. Но каждый раз, когда я возвращаюсь к этому занятию, боли проходят, и через две-три недели остается только удовольствие.

Какие у бега есть преимущества?

Это удивительно, но если вы будете каждый день сажать мышь на беговую дорожку и тренировать ее выносливость, это сократит ее жизнь. При беге в организме возникает множество свободных радикалов, которые очень вредят мышиному организму. У мышей есть ужасная проблема со свободными радикалами - проблема окислительного стресса, от которого они стареют и погибают. Однако у людей все иначе. И у людей, и у мышей имеются антиоксиданты, которые убирают свободные радикалы. Однако у мышей их уровень очень низок: в 10 раз ниже, чем у человека. Когда люди подвергают себя стрессу во время упражнений на выносливость, они, как и мыши, производят множество свободных радикалов внутри своих тел, - но при этом у них подскакивает уровень антиоксидантов, и в результате уровень окислительного стресса оказывается ниже, чем если упражнения не делать.

Есть научные публикации, которые рассказывают о том, что чем больше ты тренируешь выносливость, тем длиннее твои теломеры. Я относился к этому с подозрением 25 лет назад, но сейчас удивлен тем, сколько 80-летних людей хотят пробежать 100 миль, забыв, что они старые. Они активны, как подростки, и они очень хорошо бегают. Когда я бежал свои первые 100 миль, одна 75-летняя женщина сказала мне, что будет бежать рядом, чтобы показать, как вести себя на ультрамарафонах. Когда мы прошли 85 миль, она заметила: «Похоже, у тебя все в порядке. Я поддам газу, увидимся позже». Она рванула вперед и опередила меня на полчаса. Я никак не мог с ней тягаться. Сейчас ей 90, и она еще бегает. Мой биологический возраст сейчас по-прежнему составляет 42 года, а бегать ультрамарафоны я начал 26 лет назад, когда мне было 38 или 39.

Какой из ваших ультрамарафонов был самым трудным?

La Ultra The High в Гималаях, в Северной Индии. В мире есть и другие сложные ультрамарафоны: например, летний Badwater длиной в 135 миль, в Долине Смерти, при температуре 54 градуса Цельсия. Я пробежал его дважды, но это не было и в половину так же тяжело, как La Ultra. Самые высокие точки ее маршрута находятся на высоте 5,5 км над уровнем моря, самые низкие - на высоте 3,3 км. Когда я участвовал в этом ультрамарафоне, длина маршрута составляла 222 км. Нон-стопом.

Я был одним из трех бегунов, которые участвовали в гонке в первый год ее существования. Тогда правительство было уверено, что преодолеть эту дистанцию в таких условиях невозможно, ни один человек не сможет справиться с этим. Организаторы разослали приглашения 25 бегунам, которые уже испробовали свои силы на маршрутах вроде Badwater, и 22 из них отказались. В назначенный день на старте стояли всего трое - и двое, включая меня и мою жену Молли Шеридан, в результате оказались в больнице. Только один парень из Великобритании пришел на финиш, едва успев вовремя. Моя жена вернулась к La Ultra The High через год, чтобы все-таки пройти ее с начала до конца, а я вернулся спустя два года. Молли стала первой американкой и вторым человеком из списка старейших бегунов, которым удалось это сделать, а самым старым оказался я.

В первый год у меня случился приступ желчекаменной болезни на 50-й миле. Я думал, что умру. У меня не было высотной болезни, но на второй год существования ультрамарафона множеству спортсменов пришлось сойти из-за нее с дистанции. Я очень жду еще одной возможности принять участие в La Ultra The High. Теперь дистанция составляет 333 км, и я хочу пробежать их. Пока лишь одному человеку удалось пройти это расстояние до конца.

Вы боец.

Нет, я думаю, это просто весело, это приключение. Я жить не могу без приключений, а лучший способ в них ввязаться - это быть в движении. Скоро в прокат выйдет документальный фильм «The High», в котором снималась моя жена. В этой картине хорошо видно, что такие соревнованя - это прежде всего общение.

Ваша работа в медицине похожа на марафон?

Когда я основал компанию, я сказал себе: «Это мой новый ультрамарафон». Я тратил 100% времени на нее, несколько лет почти не бегал и в результате набрал 45 кг. У меня появились все проблемы, которые обычно бывают связаны с лишним весом, и мой врач сказал: «Вернись к своим ультрамарафонам или умрешь». Я стал бегать снова, и теперь не собираюсь останавливаться. Я расставил приоритеты и стараюсь оставаться в хорошей форме. Это никуда не годится: вылечить человечество от старости и умереть из-за проблем со здоровьем, чтобы потом все, кроме меня самого, наслаждались плодами моей работы. Я уверен, что появится средство, которое увеличит срок нашей жизни, удлинив теломеры и повернув старение вспять. Думаю, это лекарство будет у нас через три года.

Почему именно через три?

Потому что мы вышли за пределы своих прошлых достижений и делаем новые открытия. Сначала мы нашли вещество, которое позволяло произвести в клетках 1% монотеломеразы, необходимой для того, чтобы остановить процесс сокращения длины теломер. Потом мы открыли другие вещества и добрались до 5%. Затем начали работать в области медицинской химии и поднялись до 60%. Недавно мы оценили свою динамику продвижения и увидели, что через год будет 100%, - если мы найдем источник неограниченного финансирования. Однако его у нас пока нет. Так что мы думаем, с учетом средств, которые мы, как я надеюсь, скоро получим, нам потребуется три года.

Чтобы сделать это лекарство в США, нам придется проводить испытания на животных. Мне бы очень хотелось этого избежать, но, к сожалению, по нормам FDA они необходимы. Возможно, мы разработаем средство, которое можно будет продавать в других странах, и тогда таких испытаний не потребуется. Откровенно говоря, я не думаю, что они нужны: все животные, на которых, по закону, нужно тестировать препараты, стареют не из-за уменьшения длины теломер. Главное животное в этой области - мышь, и в ее случае мы ничего не сможем увидеть. Есть, конечно, те мыши из Гарварда, и, может быть, нам удастся провести испытания на них. Но проблема в том, что даже у этих мышей механизм производства теломеразы сильно отличается от человеческого. Его создали искусственно, и есть вероятность, что лекарство не подействует. Так что, когда все будет готово, мы, вероятно, попытаемся выйти на рынок за пределами США. Я много работаю с Южной Кореей, Новой Зеландией, Австралией и Китаем и знаю, что там сделать это проще. Конечно, тут некрасиво думать о коммерции, но, чтобы люди смогли использовать средство, к нему должен быть доступ. Полагаю, в первое время будет множество людей, которым такое лекарство окажется жизненно необходимо.

Каждый раз, когда кто-то умирает, я думаю, что это наш провал. Я хочу, чтобы это закончилось как можно скорее. Не знаю, какие законы регулируют выпуск лекарств в России, но думаю, было бы здорово, если бы этот препарат появился и у вас.

Российский биохимик Владимир Скулачев также разрабатывает препараты против старения. Я говорила с ним пять лет назад, но тогда он не упоминал теломеры.

Теломеры - это достаточно свежая идея. Мы никому не рассказывали о своих исследованиях до 2008 года, а потом из-за трудностей с финансированием решили представить их публике. Тогда начался экономический кризис, и все мои инвесторы потеряли возможность вкладывать средства в проект. Мы были первыми, кто начал работать в этой сфере и добился успеха, так что наши разработки получили широкий отклик. Но даже сегодня 99% людей ничего не знает о теломерах. И все же я думаю, что они связаны с одним из крупнейших прорывов в области медицины. О лекарстве от старости и вечной молодости люди говорили тысячи лет, и сегодня никто не обращает внимания на эту тему, но это скоро изменится. Как только произойдут большие открытия, люди начнут отходить от старых представлений и увидят, что теперь это настоящая наука.

Почему вам так хочется победить старость и смерть?

Я люблю жить. Я хочу делать это так долго, как только смогу. Мой отец в старости ужасно изменился из-за болезни Альцгеймера, а мать стала инвалидом. Отцу нужна помощь сиделок, мама к этому близка. Я не хочу пройти через это и не хочу видеть, как кто-то другой через это проходит. Дело не просто в старости - дело в болезнях. Они - основная причина, по которой люди не хотят долго жить. Ученые уже так много сделали для того, чтобы увеличить продолжительность человеческой жизни, - но не пока смогли заметно увеличить продолжительность ее здорового периода. В результате множеству людей приходится пройти через операции на сердце, коронарное шунтирование, химиотерапию и другие процедуры, которые помогают выжить. Через 20 лет порядка 40% населения планеты будет старше 65 лет. В мире будет очень много стариков, - особенно в Китае, Южной Корее и США. Россия тоже столкнется с этой проблемой. Во всех этих странах появится колоссальная потребность в медицинской помощи. Так что когда студенты спрашивают меня, какую специальность лучше выбрать, я говорю: уход за пожилыми пациентами. Это профессия будущего номер один, которая будет самой востребованной и высокооплачиваемой в мире.

И все же нам не нужно, чтобы старики лежали в больницах, нуждаясь в чужой заботе. Я хочу, чтобы люди старше 60 танцевали, играли в теннис и тратили свободное время в свое удовольствие. Они должны быть здоровыми. Вот почему о продолжительности здорового периода жизни нужно думать больше, чем о ее сроке в целом. Когда его границы станут шире, срок жизни увеличится и так.

Я хочу, чтобы люди жили очень долго, возможно, несколько сотен лет, не выказывая признаков увядания. И все же мы не называем клетки без укороченных теломер бессмертными. Теломераза не избавит человечество от смерти. Люди все равно будут погибать в автокатастрофах или на железнодорожных путях, и в мире все равно останутся болезни - ведь не все они, даже не все онкологические заболевания, возникают из-за укорачивания теломер. Однако в среднем все изменится очень сильно. Мы увидим множество людей, старых де-факто и при этом очень молодых биологически.

За что же вы так любите жизнь?

Я обожаю приключения. Я люблю природу, меня захватывают открытия. Не могу дождаться момента, когда люди откроют жизнь на других планетах. Я хочу быть здесь, когда это случится, и участвовать в исследованиях, когда мы попытаемся узнать, что это за живые существа. Нам предстоит так много открытий, и мне хочется быть их частью. Меня приводит в восторг изучение океана на Земле и ДНК существ, которые в нем живут.

В детстве мои братья и сестры увлекались наукой и медициной так же сильно, как я. Когда мне было 10, я мечтал о телескопе, чтобы можно было рассматривать звезды. В тот год на Рождество мне подарили игрушечный телескоп, и это так меня расстроило, что я разрыдался. Родителей так шокировало то, как серьезно я относился ко всему этому, что они купили мне зеркальный телескоп, который я хотел. Он был 2,5 метра в длину, 200 мм в диаметре. Немыслимый подарок для 10-летнего ребенка. Я каждую ночь торчал во дворе, рассматривал Юпитер и его луны, Сатурн и его кольца, и постоянно бегал в дом, звал родителей, братьев и сестер, чтобы они тоже на них посмотрели. Там, возле телескопа, отец однажды сказал мне: «Ты так увлечен наукой и медициной. Ты должен стать врачом, когда вырастешь, и найти лекарство от старости». Вот уже 53 года я одержим этим. Каждый раз я думаю: «Боже, какая великолепная идея!».

Я люблю жизнь из-за того, что можно узнать что угодно. В этом весь смысл приключений. Что будет за следующим поворотом, что случится через несколько лет? Вот почему мне легко бегать марафоны длиной в 100 миль. Я всегда хочу пройти дальше и увидеть, что там. Я так сосредоточен на том, что впереди, что теряю счет времени. Иногда кажется, что пробежать 100 миль так просто, и это занимает так мало времени. Знаете, маршрут марафона иногда бывает круговым, а иногда - линейным, когда точка финиша оказывается совсем не там, где точка старта. В последний раз было так; на финиш я прибежал, а обратно к старту мы поехали на машине, и меня потрясло, как далеко они оказались друг от друга. На бегу я этого совсем не чувствовал.

Ты получаешь настолько больше приключений, когда встаешь с места и двигаешься вперед. Можно оказаться там, куда никто не может попасть, увидеть нетронутый ландшафт. На некоторых ультрамарафонах еду и воду можно получить, только если вертолет привезет их. Я жить не могу без таких соревнований.

И мне нравится общаться с людьми. Каждый раз, когда я с кем-то знакомлюсь, это новое приключение. Думаю, если я когда-нибудь и устану жить, то только если потеряю здоровье, и кому-то придется заботиться обо мне. Такого со мной еще не бывало, и я делаю все, чтобы этого не произошло. Удивительно, но подобная забота о ком-то тоже вызывает укорачивание теломер. Сейчас проходят исследования с участием людей, которые профессионально занимаются этим, и организаторам удалось выяснить, что болезнь или старость, по сути, плохо отражается не только на пациенте, но и на его помощниках.

Вас, кстати, кажется, критикуют христиане - в основном за попытки изменить продолжительность человеческой жизни.

Нет, на самом деле, забавно, но мы обнаружили, что это не так. Один из наших самых увлеченных потенциальных инвесторов сейчас - это католическая больница. А другие представители католической церкви даже написали целую главу для моей книги «Curing Aging». Они объяснили, почему это может быть частью плана творения. Согласно Библии, Бог изгнал людей из Эдема, и одним из качеств, которые мы потеряли после этого, было бессмертие. Мы начали стареть после падения, и Бог хочет, чтобы мы однажды от этого избавились, вернув себе свою вечную жизнь.

Вам пришлось пережить много трудных моментов в поисках инвестиций и признания в научном мире. Что заставляет вас продолжать?

Самое трудное в такой работе - это финансирование. Я столько раз терял его: не было денег даже на зарплаты сотрудников. Но каждый раз мне удавалось как-то спастись, вынув кролика из шляпы в последний момент. Меня заставляет двигаться вперед моя вера в то, что мы делаем. Она очень сильна. Когда я думаю о том, что мы можем потерпеть поражение из-за денег, то понимаю, что никто не станет дальше делать нашу работу вместо нас. Я просто боюсь, что, если мы проиграем, через 300–400 лет кто-нибудь поймет, что мы были правы, и я окажусь в учебнике истории, где будет написано: «Билл Эндрюс сделал это 400 лет назад, но не смог закончить работу из-за проблем с деньгами». Это так меня угнетает! Единственная цель моей жизни - провести исследования и доказать, что увеличение длины теломер значительно увеличивает срок жизни и продолжительность ее здорового периода. Возможно, у старения есть другие причины. Но наши открытия должны дать мне еще 20–30 лет жизни, чтобы я смог выяснить это. Если мы соберем вместе все исследования, которые сейчас проводятся, то увидим, что сможем скоро достичь бессмертия. Есть надежда, что это произойдет, пока наше поколение еще будет в живых, - особенно если мы сможем увеличить срок своего пребывания здесь благодаря теломеразе.

Учёные веками пытаются понять, от чего зависит продолжительность жизни человека, и как можно её увеличить. Генетики , медики изучают способы , а недавно учёные даже выявили необычное влияние Солнца на . Тем не менее, единственным неоспоримым фактом в биогеронтологии является зависимость процессов старения организма от состояния теломер — концевых участков хромосом. Чем последние крупнее, тем дольше и лучше будет жить человек.

Прежде учёные уже демонстрировали, что здоровый образ жизни и, следовательно, продлить жизнь пациента. Однако теперь команда из Стэнфордского университета показала, как можно использовать медицинское вмешательство извне для непосредственного увеличения концевых участков хромосом.

Исследователи провели эксперимент, в ходе которого культивировали человеческие клетки и увеличили их теломеры. В результате основная группа клеток дольше вела себя как молодая, размножаясь внутри чашки Петри, тогда как контрольная группа, на которой не испытывали новую методику, быстро начала стареть и увядать.

Новая технология включает в себя использование модифицированной РНК и позволяет культивировать большее количество клеток для проведения экспериментов по испытанию лекарственных препаратов. Клетки кожи с удлинёнными теломерами учёные смогли поделить (на две новые клетки) в 40 раз больше, чем обычные клетки, не подвергавшиеся терапии. В случае с мышечными клетками культура увеличилась втрое по сравнению с контрольной группой.

В рамках предыдущих исследований учёные установили, что теломеры у молодых людей имеют длину, эквивалентную 8-10 тысячам нуклеотидов. По мере взросления и старения эти "колпачки" сокращаются и в какой-то момент достигают критической длины — именно тогда клетка прекращает делиться и отмирает.

"Мы нашли новый способ, который позволяет удлинить человеческие теломеры на целую тысячу нуклеотидов, а значит, фактически, повернуть время вспять. Наша разработка важна не только для исследований в области биогеронтологии, но и для биологов по всему миру, которые работают с клеточными культурами, поскольку данная методика позволяет значительно увеличить продолжительность жизни культивируемых клеток", — говорит ведущий автор исследования Хелен Блау (Helen Blau), профессор микробиологии и иммунологии в Стэнфорде.

Модифицированная РНК, которая является основным инструментом новой технологии, переносит инструкции из генов ДНК в "белковые фабрики" клеток. РНК, использованная в стэнфордском эксперименте, содержала последовательность, кодирующую каталитическую субъединицу TERT , активный компонент природного фермента теломеразы (не путать с теломерами!).

Теломераза создаётся в стволовых клетках, в том числе и тех, что отвечают за развитие сперматозоидов и яйцеклеток. Этот процесс даёт биологические гарантии того, что следующее поколение будет обеспечено здоровыми клетками с максимально длинными теломерами. Большинство других типов клеток, однако, экспрессируют гораздо меньшее количество чудодейственного фермента теломеразы.

Разработанная стэнфордскими учёными технология имеет важное преимущество перед другими потенциальными методами — методика имеет временный эффект. На первый взгляд, кажется, что это не плюс, а минус. Но дело в том, что неконтролируемое деление клеток в теле человека связано с огромным риском быстрого развития рака. Блау и её коллеги отмечают в пресс-релизе , что постепенное и поэтапное удлинение теломер гораздо безопаснее любых других аналогов.

Мышцы пациента с дистрофией Дюшенна, которую потенциально можно излечить при помощи новой методики

Модифицированная РНК в данном случае предназначена для снижения иммунного ответа клетки на лечение и позволяет TERT-кодирующему сигналу длиться дольше, чем обычно. Однако сама РНК исчезает уже через 48 часов, по истечении которых удлинённые теломеры вновь начинают постепенно сокращаться с каждым новым этапом деления клетки.

"У нашей методики есть ещё одно важное преимущество. Проведённый нами эксперимент стал первым случаем в истории биомедицины, когда введение модифицированной РНК не привело к иммунному ответу против теломеразы. Таким образом, в отличие от других технологий наша является неиммуногенной. Без дополнительных рисков мы научились оборачивать вспять процессы старения, которые протекают на протяжении более чем десяти лет в здоровом организме", — рассказывает Блау, чья вышла в издании FASEB Journal.

Учёные также сообщают, что новая методика может лечь в основу не только технологий продления жизни здоровых людей, но и терапий, предназначенных для лечения многих генетических заболеваний.

К примеру, Блау заметила, что длина теломер у пациентов с мышечной дистрофией Дюшенна заметно меньше, чем у представителей контрольной группы. Таким образом, учёные с помощью своей методики смогут с длинными теломерами, которые помогут излечить тяжёлый недуг.