Как да се удължи животът в отлично здраве, обсъдиха топизследователи на научния фестивал GIMM в Лисабон
Болест ли е остаряването? Какви са причините за него? Можем ли да го лекуваме, спрем, забавим или обърнем? Докъде могат да стигнат терапиите за дълголетие?
Това са само малка част от темите, които топизследователи от цял свят обсъждаха на научния фестивал GIMM в Лисабон. Организаторите от португалския Институт по молекулярна медицина “Гулбенкян” бяха поканили едни от най-добрите експерти по остаряване и дълголетие, за да говорят за епигенетично препрограмиране, дисфункциите на имунната система, скъсяването на теломерите и възпаленията – посочени като основни причини за остаряването.
“Сребърното цунами (процесите в света, свързани със застаряването) е глобален медицински, социален и икономически проблем. Науката трябва да се намеси в процесите на стареене и предложи терапии, които не просто удължават живота, а удължават здравето.
Забавянето на стареенето може да донесе ползи не само на всеки човек поотделно, но и на медицината, икономиката и общността като цяло”, казва проф. Жоао Педро Магаляйнш от Университета в Бирмингам.
“Демографските промени причиняват здравна криза, която рано или късно ще стане социална. Болестите, свързани с възрастта, могат да бъдат предотвратени. Трябва не просто да ги лекуваме, а да разберем механизмите на остаряването, което води болести със себе си. Ако разберем тези механизми, можем да ги забавим или обърнем”, смята проф. Бьорн Шумахер от Университета в Кьолн.
Трупането на години води до промени на молекулярно, клетъчно, физиологично и функционално ниво. За да идентифицират причините за тези промени, учените задават различни въпроси. Защо например различните бозайници остаряват с различна скорост и умират на различна възраст? Защо и най-дълголетната мишка едва доживява 3 г., а гренландският кит може да достигне 2 века?
“Това е разлика близо 100 пъти!”, анализира Вера Горбунова от Университета на Рочестър в Ню Йорк. Тя сравнява живота на 18 вида гризачи и открива, че колкото по-бързо се възстановява нарушено ДНК на молекулно ниво, толкова животът е по-продължителен.
“Открихме протеин, който е по-активен във видовете, които живеят по-дълго”, казва Горбунова. Проучването е свързано с т.нар. гол плъх, който обитава подземните тунели на Източна Африка. Той живее близо 30 г. – около 10 пъти повече от плъховете с козина в Северна Америка, които рядко преживяват и 3 г.
Горбунова отдава тази продължителност на живота на африканския гол гризач на изобилието от хиолуронова киселина в кожата му – компонент, който отговаря за регенерацията на тъканите. “Мишките и хората носят това вещество, но тъканите на голата къртица буквално са натъпкани с него”, казва тя. Тя и екипът ѝ са описали своята дългогодишна работа по темата в сп. Nature през 2013-а и 2023 г.
“Сега възниква въпросът можем ли и как да прехвърлим механизмите, които откриваме у животните, към хората”, казва изследователката.
Участниците във фестивала GIMM потвърдиха, че генетиката е основен инструмент за тестване на теориите за стареенето. Единодушни са и за важната роля на епигенетиката – външни фактори като хранителни навици, фармакологията или екологичните интервенции, които могат да причинят увреждане на ДНК веригата. Тъкмо тези увреждания са обща причина за стареенето, обяснява нагледно проф. Бьорн Шумахер от университета в Кьолн. Те водят до клетъчни и молекулни промени, които могат да предизвикат генни мутации, загуба на клетки и патологии като спадане на функционалността на клетката, атрофия, възпаления, казва проф. Шумахер.
Той и екипът му установили опитно, че определени терапии имат предвидими ефекти, които могат да спрат или ускорят остаряването в някои червеи, или да се борят с възпаленията. В същото време не всички неврони се засягат по еднакъв начин от стареенето или дават еднакъв отговор на епигенетичните фактори или терапиите.
Проф. Шумахер подозира, че черният дроб е един от основните “виновници” за остаряването.
Ако не сме в състояние да пречистим телата си, се натрупват токсини, които влияят на клетката и поддържат възпаленията – скритите убийци на здравето ни.
Остаряването е най-големият рисков фактор за рака при възрастните, показва изследване на Питър Адамс, който ръководи програмата за стареене, рак и имуноонкология в Института за медицински открития Sanford Burnham Prebys в Сан Диего. През 2022 г. Адамс се включва в програмата Cellular Senescence Network (SenNet), чиято цел е да създаде атлас как и къде в тъканите ни се натрупват стареещите клетки.
“Атласът, който създаваме, може да се превърне в съкровищница за учените, целящи да разработят стратегии за предотвратяване и лечение на заболявания, свързани с възрастта”, казва Адамс. Според него с напредването на възрастта много от нашите клетки започват да претърпяват клетъчно стареене и губят способността си да растат и да се репликират. Тези клетки произвеждат сложна смес от възпалителни молекули, които могат да увредят тъканите. Адамс и колегата му проф. Бинг Рен от Медицинския факултет на Калифорнийския университет в Сан Диего картографират стареещите клетки в черен дроб, мозък, млечни жлези, черва и костен мозък на мишки и използват най-съвременни технологии, за да анализират специфични промени.
Сред най-интересните учени, поканени на фествала GIMM, бе имунологът Клаудио Франчески от Университета в Болоня. Това е човекът, потвърдил неотдавна важността на средиземноморската диета и развил още през 2000 г. концепцията, че възпаленията са основна причина за остаряването.
Проучванията на италианския учен по темата привлякоха вниманието на сп. Time, което през 2004 г. нарече възпаленията “тайният убиец”.
Хроничните възпаления са една от основните причини за дегенеративния процес, смята проф. Франчески и дава пример: нарушенията на съня могат да генерират натрупване на отпадъци, а това да доведе до разпространяване на възпаления в мозъка. Един от органите, които играят роля за предотвратяването, или обратно – за подхранването на хроничните възпаления, са червата и техният микробиом, смята проф. Франчески.
Той припомни, че всеки ден в телата ни умират между 50 и 70 милиарда клетки. “Ако клетъчната смърт е резултат от определени процеси, тогава се отделят молекули, свързани с увреждането. Те трябва да бъдат елиминирани, защото са силно възпалителни”, предупреждава проф. Франчески. Той и сътрудниците му забелязали, че при столетниците увеличението на възпалителните молекули е съпроводено с увеличение на антивъзпалителните молекули.
Имунологът описа човешкото тяло като мозайка от различни часовници, които не са еднакви при всеки човек. Според него нашите органи не стареят едновременно – всеки орган има различна възраст и ритъм. Ако можем да измерим биологичната възраст на всеки орган поотделно, може да се предскаже кой ще се разболее в рамките на 10 или 20 години, даде идея професорът.
Възпалението се оформя по различен начин, казва ученият – може да има биологичен или екологичен контекст. Роля играят още мястото, където човек е роден, обществената и икономическата среда, храната, двигателната активност, тютюнопушенето. “Не само всеки орган, но и всяка клетка старее различно, а всяка клетка произвежда различен противовъзпалителен отговор. Затова е трудно да дадем универсален отговор как да се справим. Различията в стареенето изискват персонализиран подход и намеса”, смята проф. Франчески. Според него трябва да се борим с болестите като цяло, а не поотделно, както обикновено правим. Друг извод, до който стигнали проф. Франчески и екипът му, е, че остаряването не е равномерно. Главните промени в протеините стават на 34, 60 и 78 години. Ако изследователите отговорят на въпроса защо точно тогава се случва това, може да намерят механизъм да моделират остаряването.
Доказано: хранителни навици, лекарства, лош сън и замърсена среда увреждат ДНК веригата, свързана със стареенето
Докато повечето научни изследвания се фокусират върху генома, който кодира протеини, за да търсят причините за остаряването, Андрей Селуанов, професор по биология и медицина в американския университет в Рочестър, смята, че ролята на генома е по-малко от 1%. Според учения по-съществената причина за стареенето трябва да се търси в т. нар. „тъмен геном“ – обширни некодирани региони на ДНК, където мобилни генетични елементи могат да се активират и да допринесат за геномна нестабилност и стареене.
Ученият смята, че тъкмо „тъмният геном“ може да индуцира протеин, произвеждан от левкоцити и фибробласти в стареещи клетки, който насърчава свързаното с възрастта възпаление. Според професора потискането на този процес може да намали възпаленията и да удължи не само продължителността на живота, но репродуктивния живот при мъжете и жените. В бъдеще изследователят се надява да намери отговор на въпроса как да използваме „тъмния геном“ за подмладяване на стареещите клетки.
Друг подход предлага Елза Логариньо от Института за изследвания и иновации в здравеопазването към Университета в Порто. През 2022 г. екипът на Логариньо успява да увеличи продължителността на живота на мишки с около 30% с подтискане на един ген, който има отношение към човешките кожни клетки. Проучването попада на корицата на сп. Nature Aging, а екипът започва да прави предклинични изследвания на своята теза и да инициира разработването на терапии за забавяне на стареенето. Според изследователката този подход може да бъде приложен срещу множество заболявания, които съпътстват стареенето, и да се превърне в ефективна терапия срещу него. Логариньо – също като други свои колеги, смята, че различните органи стареят различно.
Учените обаче не бяха единодушни по въпроса остаряването на кой орган играе най-съществена роля в стареенето. Според едни това е имунната система, според други – черният дроб, според трети – ендокринната система, а според четвърти – чревният микробиом. Брайън Кенеди от Националния университет на Сингапур смята, че метаболизмът е ключов фактор в процеса на стареене. Ако този метаболизъм бъде нарушен по един или друг начин чрез външни влияния или със собствени действия, това неминуемо ще се отрази на темповете на остаряване и продължителността на живота.
Според Мария Мителбрун от Центъра по молекулярна биология централна роля играе имунната система. Тъй като тя отслабва с възрастта, това ни прави по-уязвими към инфекции, рак и хронични заболявания. И не само отслабването на имунната система разрушава клетките и тъканите, смята Мителбрун. Сред другите фактори за остаряване и тя посочи хроничните възпаления, предизвикани от замърсявания, патогени и увреждане на молекулни модели, както и дисбалансите в чревната микробиота. Ако идентифицираме и намерим начин да отстраним стареещите клетки, това може да забави процеса на стареене, смята Мителбрун. Тя напомни, че мишките живеят по-дълго, ако възпалителните протеини са блокирани.
Изследователката смята, че времето афектира човешките клетки по различен начин. Най-бързо се променят т. нар. Т-клетки – теломерите. Нейните проучвания показали, че Т-лимфоцитите играят ключова роля в процеса на стареене, тъй като скъсяването на техните краища води до дисфункция, която предизвиква преждевременно остаряване на имунната система. Стареенето носи два имунно-свързани феномена, смята Мителбрун – повишаване на автоимунните заболявания и масово производство на антитела. С напредване на възрастта тялото започва да реагира срещу собствените си молекули, особено когато те променят местоположението си – например, премествайки се от митохондриите в цитоплазмата и след това в кръвта. Според Мителбрун това е порочен кръг, в който дори стресът играе съществена роля. „Вярно е, че стресът ускорява някои процеси в стареенето. Но е важно как ще интерпретираме процеса, защото фитнесът и някои спортове също са стрес за тялото“, казва по този повод Вера Горбунова. „Стресът за едни може да е нещо добро за други“, пошегува се проф. Франчески.
Скъсяването на теломерите при всяко клетъчно делене е ключов фактор за остаряването, бе категоричен и Клаус Ацалин, изследовател в GIMM и Медицинския факултет в Лисабон. Ако успеем да ги защитим и да контролираме тяхната нестабилност, ще успеем да предотвратим свързани с възрастта заболявания, смята Ацалин. Друг подход предложи Мария Ермолаева от Института за изследване на стареенето в Лайбниц. Проучванията ѝ показали, че нарушенията на съня водят до признаци на преждевременно стареене.
