Полина Лосева - Против часовой стрелки. Что такое старение и как с ним бороться

Работы с использованием искусственного интеллекта, безусловно, расширяют поле зрения и позволяют обнаружить то, что упускают классические методы. В то же время далеко не все параметры, которые при этом измеряют, соответствуют критериям биомаркеров. Поэтому нейронная сеть, способная определить возраст человека, оказывается очень полезной функционально, но вызывает много вопросов с биологической точки зрения.

Какие из параметров, которые учитывает искусственный интеллект, действительно важны? Какие имеют отношение к причинам старения, а какие отражают только образ жизни? Сейчас искусственный интеллект руководствуется непонятным для нас алгоритмом и выдает ничем не подкрепленные предсказания, подобно греческому прорицателю. Чтобы получить основания верить его прогнозам, нам еще предстоит выделить и проверить основные маркеры, на которые он опирается.

А пока искусственный интеллект пытается найти правдоподобные маркеры биологического возраста, ученые обращаются к привычным оракулам.

Самый, наверно, древний из них – длина теломер. Мы уже говорили о них в главе, посвященной клеткам: теломеры – это концы хромосом, которые укорачиваются с каждым делением клеток, пока не достигают критически малой длины. В этот момент размножение клетки прекращается. Теломеры кажутся удачной метафорой для срока клеточной годности: весь жизненный путь клетки умещается на том отрезке времени, на который хватает теломер. И эту же метафору очень удобно распространить на всю человеческую жизнь и вообразить, что где-то в глубине нашего тела, в каждой клеточке постепенно сокращается линия жизни, отмеряя наш срок.

Как правило, для анализа длины теломер берут лейкоциты (белые кровяные тельца, иммунные клетки) из венозной крови – это самый дешевый и нетравматичный метод. Затем подсчитывают [397] Lai T.-P., Wright W. E., Shay J. W. Comparison of telomere length measurement methods // Philosophical Transactions of the Royal Society B. 2018 Mar; 373 (1741): 20160451. количество теломерных повторов в клетке и делят на количество хромосом; получается усредненная длина теломер. Во многих исследованиях эта средняя длина коррелировала [398] См. п. 242. с риском умереть, поэтому ее часто используют как показатель старения. Например, в медицинских работах могут учитывать [399] Alder J. K. et al. Diagnostic utility of telomere length testing in a hospital-based setting // PNAS. 2018 Mar; 115 (10): E2358–E2365. длину теломер наравне с другими симптомами болезни, чтобы скорректировать лечение.

Длина теломер неплохо вписывается [400] Mather K. A., Jorm A. F., Parslow R. A., Christensen H. Is telomere length a biomarker of aging? A review // The Journals of Gerontology: Series A. 2011 Feb; 66A (2): 202–213. в классические критерии маркера биологического возраста. Она коррелирует со смертностью и риском развития возрастных болезней. Она отражает внутренние причины, а не следствия старения. Ее легко измерить, не навредив пациенту, а способ измерения достаточно дешевый. Наконец, ее можно применять для оценки возраста и у других организмов. Несмотря на то что у мышей теломеры гораздо длиннее, чем у людей, и лучше сохраняются в течение жизни, с возрастом они тоже становятся короче.

Тем не менее вера в предсказательную силу теломер постепенно сходит на нет. Например, потому что неясно, насколько длина теломер в лейкоцитах отражает состояние хромосом во всех остальных клетках тела. Клетки крови и их предшественники регулярно делятся, поэтому логично, что их теломеры сокращаются, но как быть с медленно обновляющимися тканями и с клетками, которые не размножаются вообще? В некоторых исследованиях длина теломер оказалась разной [401] Lakota K. et al. Short lymphocyte, but not granulocyte, telomere length in a subset of patients with systemic sclerosis // Annals of the Rheumatic Diseases. 2019 Jan; 78: 1142–1144. даже у близкородственных типов иммунных клеток.

Более того, мы до сих пор не знаем, насколько сильно отличается [402] Aviv A. & Shay J. W. Reflections on telomere dynamics and ageing-related diseases in humans // Philosophical Transactions of the Royal Society B. 2018 Mar; 373 (1741): 20160436. этот параметр у разных людей. Известно, например, что у женщин теломеры длиннее, чем у мужчин, а у людей европейского происхождения они короче, чем у африканцев. Размер теломер зависит [403] Eisenberg D. T. A. & Kuzawa C. W. The paternal age at conception effect on offspring telomere length: mechanistic, comparative and adaptive perspective // Philosophical Transactions of the Royal Society B. 2018 Mar; 373 (1741): 20160442. от возраста родителей: чем старше у человека отец, тем длиннее его хромосомы, а с матерями все наоборот. Поэтому ребенок может унаследовать от родителей набор теломер разной длины, но в условиях эксперимента исследователь все равно сможет вычислить только среднее значение. Отсюда большой разброс [404] Müezzinler A., Zaineddin A. K., Brenner H. A systematic review of leukocyte telomere length and age in adults // Ageing Research Reviews. 2013 Mar; 12 (2): 509–519. в оценках: в теломерах взрослых людей в разных работах насчитывали от 5 000 до 10 000 нуклеотидов, а "оптимальное" значение определить сложно. В такой ситуации кажется более разумным измерять не абсолютное значение длины теломер у человека, а динамику ее изменения.