Скажу только, что и с перечисленными механизмами нет полной ясности. Порой даже непонятно, является ли данный механизм причиной старения или его следствием. Скажем, гормональная разбалансировка - причина старения, само старение или следствие старения?.. В других случаях не ясны механизмы, запускающие процесс. А порой исследования подкидывают ученым и вовсе оглушительные сюрпризы.
Скажем, всем геронтологам и нам с вами известно, как вредны свободные радикалы. И как нужна клеткам антиоксидантная защита. Но вот совсем недавно ученые канадского Университета Макгилла провели исследование, которое показало… полное отсутствие связи между жгучими искрами радикалов и старением. Более того! Из их работы следовал прямо противоположный вывод: у некоторых организмов с нарушенной антиоксидантной защитой продолжительность жизни не падала, а почему-то увеличивалась!
Экспериментаторы наблюдали за нематодами (это такие примитивные червяки). Бедняжкам выключили гены, которые отвечают за антиоксидантную защиту, и стали смотреть, когда они сдохнут, в надежде, что окочурятся они раньше контрольной группы, у которой атиоксидантная система работала. Ибо так предсказывала теория. Увы! Срок жизни червяков ничуть не сократился. Пришлось чесать затылок. Процесс начеса привел к следующему выводу: наверное, корреляция между старением и свободно-радикальным окислением есть всего лишь корреляция, а не причинно-следственная связь. То есть, по всей видимости, свободнорадикальная бомбардировка - не причина старения. Возможно, как раз наоборот: старение является причиной, усиливающей радикальную бомбардировку.
Но самое поразительное состояло в том, что одна из групп нематод с выключенной антиоксидантной защитой прожила даже дольше контрольной группы! Природа словно издевается над нами…
Но ученые не унывают. Те из них, что придерживаются "множественно-причинных" взглядов на старение, типа Обри ди Грея, говорят, что нам и не надо досконально понимать все причины старения - нужно просто честно исправлять те негативные последствия, к которым они приводят. Природа мусорит, а мы будем подметать. Чисто не там, где не сорят, а там, где метут!.. Например, с возрастом организм почему-то теряет часть нужных клеток - вместо функциональных клеток их места заполняет соединительная ткань, в результате чего органы теряют свою функциональность. Ну что ж, можно попробовать заменять уходящие клетки с помощью подсадки стволовых клеток… Или вот, скажем, с возрастом выходят из строя митохондрии, потому что свободные радикалы прожигают их ДНК. А мы эту ДНК спрячем внутрь клеточного ядра - там-то она поцелее будет!.. Короче говоря, все, что старость будет портить, мы станем упорно ремонтировать.
Теорий старения много, рассуждают Обри ди Грей и его единомышленники. И все они по-своему верны. Мы - огромный конгломерат, симбиоз клеток. Но мы ломаемся в самых слабых местах. И потому начинать борьбу со старением нужно с таких мест, укрепляя их. А остановив старение, мы победим и болезни, связанные со старением. Прямо как доктор Блюм рассуждают! Только они теоретики, а он практик.
Другие ученые, которые придерживаются "монопричинных" взглядов на старение, как, например, тот же Скулачев, говорят: дело не в накоплении случайных ошибок, природа злонамеренно вшила в нас смертельную программу! Такая программа самоликвидации существует у клеточных органелл типа митохондрий, у клеток, у отдельных органов. Испорченные митохондрии получают приказ самоликвидироваться и делают это. Предраковые клетки или просто клетки, взятые иммунной системой под подозрение, получают приказ самоликвидироваться. Самоликвидация клеток называется апоптозом. Это хороший механизм, который очищает организм от дурных, пораженных вирусами и просто старых клеток. В любой нашей клетке есть все для того, чтобы "саморазобраться", и она это с удовольствием делает после получения соответствующей директивы. А "запчасти" потом идут в дело.
Во время созревания в утробе матери зародыш человека быстро проходит весь эволюционный путь, у него даже отрастает хвостик. Который потом "отмирает" - вот вам "апоптоз" на уровне целых органов. Поднимаясь дальше вверх по эволюционной лестнице, мы уже видим самоликвидацию целых организмов и воспринимаем это самоубийство как старение. Взять, к примеру, бамбук. Он живет себе двадцать лет и никаких признаков увядания не обнаруживает. А потом зацветает, дает семена, после чего резко стареет и умирает в течение нескольких дней, освобождая место для юной поросли. То же самое происходит с лососем - отметав икру, он мгновенно стареет и умирает. У нас происходит то же самое, только в более медленном темпе, вот и вся разница.
Казалось бы, фатальная точка зрения: мы умираем не от случайных ошибок, а по приговору природы - можно пересадить новую печень взамен старой или вырастить внутри новую печень из стволовых клеток, но если запущена программа самоубийства, молодая печень быстро догонит весь стареющий организм. Это, с одной стороны, ужасно. С другой, ситуация упрощается: если причина старения одна - та самая самоубийственная программа, - надо ее найти и выключить.
"Погодите, - может сказать внимательный читатель. - К чему все эти гадания на кофейной гуще, если причина конечности нашего носителя давно определена, и за нее даже не дали Нобелевскую премию этому вашему теоретику - Оловникову. Самая главная причина старения в том, что мы состоим из клеток, а они имеют ограниченное число делений - около полусотни".
Это логично. Но не верно. Все не так просто, как кажется. Человек умирает не потому, что исчерпывается предел делимости его клеток. Если вы возьмете одну-единственную клеточку и дадите ей свободно поделиться 50 раз, то знаете, какая масса получится? Возведите 2 в 50-ю степень, умножьте на массу клетки, и вы получите около тонны. Человек столько не весит. То есть он далеко не исчерпывает предел делимости своих клеток. Его губит другое. Те самые свободные радикалы, накопление клеточного мусора, повреждение ДНК, гормональная разбалансировка и еще куча причин… Ну а если всей этой кучи удастся как-то избежать, вот тогда нас, конечно, убьет предел клеточной делимости.
Так что все не так просто в поисках бессмертия. Может быть, поэтому главный российский теоретик Алексей Оловников в последнее время так не любит давать интервью, отправляя интересантов по разным адресам? Я ведь позвонил ему. И мы очень хорошо поговорили. О десятипальцевом способе печатания. О современной литературе. О роли писателя в мире. О фантастике. И только о биологии старения недолауреат Нобелевской премии сказал всего лишь пару слов:
- Я долго верил в свою теорию. Она действительно позволила сделать много точных предсказаний в науке - что укорачиваются хромосомы, что существует теломераза. И вообще она довольно хороша. У нее есть только один недостаток - она неправильная! Она не объясняет старение. Она лишь предсказала факты, сопровождающие старение, но они не причинные.
В его голосе мне послышалась печаль…
Глава 2
Все новое - это хорошо забытое старое
Не будем далеко отходить от Института химической физики, ладно? Нам с вами нужно пройти две троллейбусных остановки по проспекту Ландау (бывший Ленинский) до площади Гагарина и свернуть направо, во дворы. Потому что там нас будет ждать один секретный сотрудник, на которого меня навела моя агентура в геронтологических кругах. Оный сотрудник почти подпольно занимается омоложением людей. Его цель, о которой он говорит вполне серьезно, - 150 лет жизни. Работает сотрудник без всякой шумихи и рекламы. Сидит в лаборатории Института биохимической физики РАН имени Эммануэля. Зовут сотрудника Марина Ковина.
Тук-тук-тук! И толкаю дверь, не дождавшись ответа.
- Здравствуйте, мне ваш телефон дал…
- Я знаю. Проходите.
Непонятные агрегаты вокруг. Понятно только, что они очень модные и современные, в отличие от старого здания, помнящего, наверное, еще шорох сталинских усов. Рябой тараканище… Стены здания толстые, покрашенные масляной краской. Окна старые, в деревянных рамах. Коридоры заставлены оборудованием. Мне мила эта атмосфера чудесной науки! Впрочем, об этом я уже говорил…
Смотрю на свою собеседницу. Серая мышка! На улице встретишь - не заметишь. Настоящая ученая!
- А налейте-ка мне чаю, Марина.
Она наливает, и я ощущаю себя в своей стихии - стихии проникновенного разговора о природе бытия.
- Шифруетесь? Почему о вашем подпольном "клубе бессмертных" никто не знает?
- Просто большинство людей не хотят жить ни вечно, ни 150 лет. А те, кто теоретически и не отказался бы пожить подольше, ничего не хотят для этого делать - пальцем о палец не хотят ударить. Поэтому рекламу своего метода удлинения жизни я и не делаю, меня находят только те, кому это реально надо, но вам расскажу, раз пришли… Интересоваться геронтологией я начала с 1996 года, когда к нам в МГУ пришел конкурс грантов от Джорджа Гёрдона. Я тогда была совсем зеленая, только-только с диплома и очень верила в стволовые клетки.
- Да, тогда это был последний писк научной моды. Все надеялись, что вот-вот ученые начнут вводить нам эти клетки, чтобы они разносились по кровотоку и обновляли наши поизносившиеся органы.
- Верно. Но даже если нам удастся создать, сохранить и вечно размножать колонию ваших стволовых клеток, не допуская их перерождения в раковые, все равно встает вопрос системного старения. Вводя такие клетки старому человеку, кровь которого переполнена свободными радикалами, продуктами отравления, паразитами, токсинами, мы получим только массовую гибель этих клеток. Это первое. Второе. Допустим, у вас отросла новая печень. Но ведь с возрастом происходит полная гормональная разбалансировка, и организм становится просто не в состоянии управлять работой органов. И ваша новая печень, ненадолго взбодрив организм, быстро его догонит. Проводили такие опыты с сингенными мышами. Старую мышь пришивали к молодой, смешав кровотоки. На короткий срок старая мышь омолаживалась, видимо, оттого, что в работу по очистке ее крови включался организм молодой мышки, ее печень, почки и так далее. Но потом молодая мышка резко старела, от всей той дряни, что плавала в крови старой мышки.
- А почему происходит гормональная разбалансировка?
- Хороший вопрос. Вы же знаете, что старение идет на всех уровнях - молекулярном, внутриклеточном… Стареют ДНК, стареют белки, стареют клеточные органеллы, стареет клетка. Проблема со старыми клетками в том, что они перестают подчиняться сигналам регуляции и входят в так называемой "growtharrest". То есть становятся как бы "арестованными", остановленными на определенной стадии жизненного цикла. И накапливаются балластом. Если бы они просто умерли, это было бы хорошо, но для того, чтобы клетка умерла - этот процесс называется апоптозом, как вы знаете, - она должна подчиниться сигналу свыше. Апоптоз - активный процесс, который происходит по команде сверху. Но то ли сигнал не проходит, то ли клетка ему не подчиняется…
- Погодите, а что такое старение клетки? Что такое предел делимости, я понимаю: клетка не может поделиться более полусотни раз. Но почему отдельная, поделившаяся клетка стареет? Она же вечный молекулярный механизм! Что же такое старение клетки?
- Это ее переход в нефункциональное стояние. Если в клетке перестают синтезироваться белки, нужные не ей, а организму, она перестает быть нужной организму, то есть кооперативу клеток. Организму, например, нужно, чтобы клетка производила коллаген или инсулин, проводила фильтрацию крови, очистку от солей. Но клетки перестают функционировать.
- Почему?
Ковина внимательно на меня посмотрела.
- Интересно… Признайтесь, вы сами пытались в этом разобраться? Это сложный вопрос… Когда клетки начали дышать, это стало поворотным моментом в эволюции жизни и смерти. Поскольку когда клетки начали дышать, они стали производить огромное количество кислородных радикалов, которые их и повреждают.
- Вы тоже впариваете мне свободно-радикальную теорию старения?
- А куда от нее денешься? Накапливаются энтропийные повреждения в информационных макромолекулах. Это просто физика нашего мира, от которой никуда не уйдешь. Конечно, в клетке существуют системы репарации и синтеза. Но они хорошо работают, только если клетка делится. Если у нас появилась ошибка в ДНК здесь, ошибка в ДНК там, то из тысячи белков два уже не могут производиться, а если и произведутся, не смогут работать. Но молекула ДНК состоит из двух цепочек, и вероятность того, что два повреждения случились сразу в одном месте, мала. К тому же во время деления происходит двойная проверка: специальная машинка проверяет идентичность и достраивает побитые сектора. Она называется ДНК-полимераза. Эта штука и режет молекулу вдоль, и проверяет. Находит бракованный участок, вырезает и надстраивает правильный.
- Умница-паровозик.
- Да. Проблема только в том, что если клетка не делится, а долго сидит в состоянии growtharrest, ошибки не исправляются, а только копятся и копятся. И соответственно, она работает на организм все хуже и хуже. В этом, я считаю, основная проблема. И потому, когда я поставила перед собой задачу добиться клеточного обновления, то есть селективно убить старые клетки, то стала интересоваться… голоданием. Эффективность голодания давно известна и неоспоримо показана на всех видах живых существ. Я подняла массу литературы, которая подтверждала: голодание селективно убивает в первую очередь ослабленные и поврежденные клетки. И я решила совместить эти два подхода - трансплантацию стволовых клеток и голодание.
Я тогда работала в Америке и до сих пор помню, как трудно было пробивать гранты под такое дело. В то время отношение к геронтологии было прохладное. Оно изменилось буквально за последние несколько лет. А еще в 2000 году геронтология была едва ли не полностью статистической наукой - кривые смертности, зависимость смертности от того-то и от того-то… А на молекулярном уровне проводилось не так уж много исследований. Молекулярщиков и клеточников геронтология отпугивала. Они говорили: ну нет, старение - это системный процесс, мы его не поднимем…
- А вы решили поднять. Но никто не захотел помогать…
- Я работала у нобелевского лауреата Фарида Мурата, у которого огромнейшая лаборатория, десять подгрупп, и он тоже отказался работать по геронтологии, хотя и предоставил мне возможность написать свой проект. Но сказал при этом: "Марина, если вам его спонсируют, я вам разрешу этим заниматься, но сам спонсировать не буду". Зная такое отношение, я подстраховалась, связалась с Москвой, с группой Скулачева, мы закупили мышей, и я начала проводить эксперимент. К сожалению, мы не смогли поднять большую группу мышей, всего лишь 30 штук. А науку надо делать на большом количестве мышей - для статистики, потому результаты своего эксперимента по трансплантации стволовых клеток на фоне голодания я даже опубликовать не мог у - слишком мала выборка. Но результат был.
- Какой же? И что вы делали конкретно?
- Взяли чистую линию мышей… Что такое чистая линия, знаете? Чтобы от человека человеку перелить кровь, нужна соответствующая группа - одна из четырех плюс резус-фактор. Для того чтобы пересадить орган, нужно соблюсти совпадения уже по 36 аллелям, и все равно совместимость будет не абсолютной, и придется иммунодепрессантами давить иммунитет. Только от близнеца близнецу можно пересаживать все, что угодно, не глядя. Так вот, производство близнецов лабораторных животных поставлено на поток, выведены чистые линии, внутри которых можно пересаживать, переливать и так далее. Они генетически абсолютно идентичны.
Берем костный мозг у одной мыши - а костный мозг есть источник стволовых клеток. Фильтруем, сортируем и вводим внутривенно другой мыши. На фоне голодания. Голодание заставляет организм убивать старые клетки, чтобы их "съесть". При голодании начинается мощный апоптоз, дурные клетки гибнут, организм резко очищается. В этом, собственно, и заключается целебный эффект голодания… А параллельно мы вводим стволовые клетки для замены убитых. Их растаскивает по организму, и везде на месте старых начинают расти популяции молодых клеток.
- В каком году вы закончили эксперимент?
- Сейчас скажу… В 2000 году я уехала в Америку, и там у меня родилась эта идея. В 2005-м я попала в лабораторию к Фариду Мурату и предложила ему схему эксперимента. Потом были первые предварительные эксперименты на клетках.
- Зачем?
- Он настоял, и я провела серию экспериментов по контактной дифференцировке стволовых клеток. Вы же знаете, что стволовая клетка неспециализированная, из нее может вырасти все, что угодно. Я выдвинула гипотезу, что мы можем заставить ее превратиться во все, что нам нужно, например, в клетки печени, если приведем в контакт с печенью.
- Не понял. Разве это и так не было ясно?
- Не было. Контактной дифференцировкой начали заниматься с 2005 года. А мне эта идея пришла еще в 2000-м.
- Погодите, а разве не очевидно, что если универсальную клетку, готовую превратиться во все, что угодно, положить на клетки печени, она и превратится в клетку печени?
- Не очевидно. До этого пытались дифференцировать стволовые клетки эндокринными факторами. Допустим, если клетки печени - гепатоциты - производят альбумины или еще там какие-то эндокринные факторы, вот этими факторами воздействовали и смотрели, будет изменяться стволовая клетка в нужную сторону или нет.
- Ну и как? Успешно?
- Для каких-то клеток успешно, для каких-то нет. Например, клетки жировой ткани можно получать элементарно добавлением дексаметазона, это аналог преднизолона. Был разработан коктейль стимуляторов для превращения стволовых клеток в клетки сердца. Но при этом всегда происходила неполная дифференцировка - какой-то процент клеток дифференцироваться не хотел. Скажем, 10 % превращались, в то, что надо, а остальные - во все, что угодно. Приходилось очищать. Да и функциональность тех 10 % была сниженной.
Я подскочил на стуле:
- Чего ж меня-то не спросили? Я бы сказал: хватит капать туда гормонами из пипеток, просто положите универсальные клетки на ту культуру, которую хотите из них получить, и они сами догадаются, во что им превращаться!
- Пробовали и так, как вы предлагаете. Но получался всегда очень малый процент - только 0,6 % клеток дифференцировалось верно. Мне же удалось добиться стопроцентной дифференцировки.
- Значит, чего-то они неправильно делали. А вы - правильно. Вывод: вы - гений, а они - уроды.
- Спорить не буду. Догадка действительно была гениальная. Но просто положить стволовую клетку на нужную культуру недостаточно. Нужно еще заставить ее делиться. Вот если она пройдет несколько циклов деления в окружении дифференцированной ткани, тогда все получится. Видимо, дифференцировочный импульс запускается только в какой-то стадии деления.
- Ну, ладно, бог с ними, с клетками. Как же закончился ваш эксперимент с мышами?