Почему новорожденные появляются на свет с клетками, имеющими молодые характеристики? На первый взгляд, данный вопрос может показаться странным, однако на клеточном уровне это действительно загадка.
Яйцеклетка, находящаяся в женском организме уже на эмбриональной стадии, и сперматозоид, унаследовавший возрастные маркеры отца, изначально содержат в себе признаки старения — эти клетки не являются полностью молодыми. Тем не менее, после оплодотворения происходит загадочная трансформация: клетки зиготы начинают восстанавливать повреждения, словно стряхивая с себя метафорическую «пыль», накопленную родителями на их ДНК. Через две недели клетки эмбриона возвращаются к состоянию абсолютной молодости. Этот процесс «естественного омоложения», открытый относительно недавно, меняет понимание о формировании новой жизни: она не начинается молодой, а возвращается к молодости.
Многие исследователи убеждены, что освоение клеточного омоложения может стать основой для изменения представлений о долговечности и качестве нашей жизни. За последние 20 лет специалисты научились активировать процессы омоложения в лабораторных условиях. Ученые брали клетки кожи 90-летних людей и возвращали их к молодости в чашках Петри. Они омолаживали больных мышей, восстанавливая их седую шерсть в черную и укрепляя мышцы. В марте начались первые испытания инновационной терапии омоложения на людях — она обещает обратить вспять заболевания глаз и вылечить глаукому.
В основе большинства этих исследований — эпигенетика, то есть система, которая управляет генной активностью. Эпигенетические факторы определяют функции клеток (сердце, кожа, печень) и режим их работы. С возрастом эпигенетические метки смещаются: некоторые оказываются не на своих местах, другие полностью теряются. Клетки все хуже интерпретируют инструкции, застревают в режиме бесконечного «ремонта», плохо функционируют — так, по одной из ведущих теорий, проявляется старение.
Прорывом стало открытие японского ученого Синъи Яманаки в 2006 году: четыре гена, активные в эмбриональной стадии (так называемые факторы Яманаки), смогли вернуть зрелые клетки в чашке Петри практически к состоянию эмбриональных стволовых клеток. Ученый получил Нобелевскую премию в 2012 году за это открытие. Однако использование факторов Яманаки в живом организме оказалось опасным: первые эксперименты на мышах приводили к раковым опухолям — клетки теряли свою идентичность и начинали бесконтрольно делиться.
Хуан Карлос Исписуа Бельмонте из института Солка предложил более осторожный подход: частичное эпигенетическое перепрограммирование. Он стал вводить факторы Яманаки «импульсами» — активируя и деактивируя их по строгому расписанию. Мыши с наследственными заболеваниями жили на 30% дольше, становились более активными, с лучше функционирующими органами, не теряя при этом своей клеточной идентичности. Работа 2016 года в журнале Cell, изначально встретившая скептицизм, сейчас считается одной из основополагающих в данной области.
На этой волне возникли новые биотехнологические стартапы, крупнейший из которых — Altos Labs, которому, по сведениями СМИ, помогают Джефф Безос и Юрий Мильнер. Компания с бюджетом около 3 миллиардов долларов собрала ведущих специалистов по старению, включая Бельмонте и Мануэля Серрано, который ранее указывал на онкориски эпигенетического перепрограммирования. В лабораториях Altos уже показали омоложение клеток кожи 90‑летних людей по новым протоколам (отличающимся от классических факторов Яманаки) и тестируют методику на почке, сердце, печени — органах, которые чаще всего подводят в пожилом возрасте. Идея состоит в том, чтобы «подлечивать» именно тот орган, который стареет быстрее всего, продлевая здоровье, а не существование любой ценой.
Параллельно работает генетик Дэвид Синклер из Гарварда. В его лаборатории в 2018 году был найден способ частично омолаживать клетки без одного из наиболее онкогенных факторов Яманаки. Применив комбинацию из трех факторов к поврежденному зрительному нерву мышей, аспирант Юаньчэн Лю достиг восстановления зрения. В дальнейшем такой же подход показал предварительные результаты и у приматов.