Эндрю Стил - Бессмертные. Почему гидры и медузы живут вечно, и как людям перенять их секрет

Чтобы по-настоящему излечить старение, мы должны использовать более целостный подход системной биологии. Нужно понять, что клетки и тела состоят не из набора изолированных явлений, каждое из которых можно исправить по отдельности, а из сложной системы компонентов, взаимодействующих в запутанных сетях друг с другом и даже с самими собой.

Терапевтические идеи, которые мы обсуждали, затрагивают отдельные признаки процесса старения, устраняя один вид клеток или возвращая нечто, что меняется с возрастом, на более молодой уровень. Даже если они полезны в целом, эти методы лечения, скорее всего, будут иметь побочные эффекты на другие аспекты нашей биологии. Возможно, сенолитические препараты заставят нас жить дольше, но попытки первого поколения нацелиться на них будут несколько чрезмерно усердными в удалении клеток и в итоге могут привести к истощению стволовых клеток. Мы могли бы компенсировать это, добавив больше стволовых клеток или используя теломеразу, измененные сигналы или эпигенетическое перепрограммирование, чтобы побудить существующие клетки делиться еще несколько раз, что может привести к нарушению работы митохондрий или почечным или мозговым нарушениям. У всех методов лечения есть непредвиденные последствия, и врачи это прекрасно понимают.

Нам придется научиться перепрограммировать человеческую биологию. Начиная понимать, как взаимодействуют ее различные компоненты, мы постепенно находим более разумные способы вмешательства. Наша биология включает в себя взаимодействие молекул в отдельных клетках, внутри и между целыми популяциями клеток, с внеклеточным матриксом, на котором они находятся, с иммунной системой, мозгом, генами, окружающей средой и так далее. Корректировка одной части этой системы вызовет нарушения в других. Мы должны убедиться, что вмешательства стабилизируют систему в целом: нельзя просто сосредоточиться на успехе, измеряемом по сравнению с тем, на что они непосредственно были нацелены.

Другая причина, по которой мы должны рассматривать человеческую биологию таким целостным образом, заключается в том, что люди совершенно разные. Мыши в лаборатории часто генетически идентичны и выращиваются в одной и той же среде, из-за чего у двух любых подобных животных будет гораздо более схожий профиль возрастных изменений, чем у двух любых людей. Нам понадобятся более продвинутые способы, чтобы понять, предрасположили ли вас генетика, образ жизни, окружающая среда или просто неудача к, скажем, митохондриальным мутациям в легких, оставляя вас с уровнем модифицированного сахаром коллагена в артериях ниже среднего. И, чтобы затем прописать какие-либо методы лечения, которые мы разрабатываем в соответствии с вашим личным спектром возрастных изменений, с тем, как вы будете реагировать на лечение и будете ли особенно восприимчивы к любому конкретному побочному эффекту.

Клеточное перепрограммирование – это намек на то, как может выглядеть системный подход к лечению старения, хотя и очень простой, с которым мы столкнулись почти случайно. Четыре фактора Яманаки названы так потому, что это «факторы транскрипции». Этот биологический термин означает, что они являются генами, функция которых заключается во влиянии на поведение многих других генов. Они не рабочие на заводе, а менеджеры высшего звена, чей приказ имеет далеко идущие клеточные последствия – как это и должно быть, учитывая, что вы можете полностью изменить личность клетки, активировав их. В результате всего четыре гена могут выполнять монументально сложную задачу, детали которой мы до сих пор не до конца понимаем, используя существующие биологические схемы внутри клеток.

Факторы Яманаки были найдены методом проб и ошибок, но, если бы мы поняли эту клеточную схему, то смогли бы перестроить ее гораздо более целенаправленным образом. Если бы мы могли понять, как цепивнутри клеток посылают и принимают межклеточные сигналы, перепрограммирование стало бы более продуманным, тогда мы начали бы осознавать последствия изменений, которые вызываем по всему телу. Как только мы сможем совместить эти более обширные знания с пониманием того, как возрастные изменения влияют на эти системы, мы сможем разработать разумные методы лечения с максимальной пользой и минимумом побочных эффектов.

Четырефактора Яманаки – это гены, функция которых заключается во влиянии на поведение многих других генов.

Возможно, мы активируем два фактора Яманаки в печени, сердце и кишечнике, уменьшим активность трех совершенно разных генов в некоторых типах клеток мозга и добавим новый ген, который специально создали для выполнения конкретной задачи в иммунной системе. Вероятно, позже мы сможем вставить небольшой пакет искусственной ДНК с собственной программируемой логикой, делая x, если он находится в клетке, где высок показатель y, и, если нет, z и a пропорционально уровням чего-то еще. Эти виды программ – это то, как уже работают наши клетки, с факторами транскрипции, регулирующими, какие гены включаются и выключаются в зависимости от окружающей среды, сигналов и других факторов транскрипции. Поэтому это не является неправдоподобным – даже если получить понимание и технологическое мастерство, сделать это самостоятельно будет непросто. Если мы действительно овладеем системным подходом к биологии, то, возможно, будет очень трудно описать сложные методы лечения, которые мы разрабатываем, кроме как на каком-то языке программирования системной биологии. Естественный язык не предназначен для выражения колоссальной сложности явлений, возникающих между огромным количеством взаимодействующих акторов, но это можно сделать с помощью математики. Растущая математизация биологии расширит способность описывать, а затем и предсказывать ее сложность, а слова обычного языка для этого просто не годятся.