В октябре 2014 года Стэнфордский университет собирается провести беспрецедентное клиническое испытание. Это клиническое испытание звучит очень альтернативно, или причудливо. Объектами эксперимента стали пожилые люди, страдающие болезнью Альцгеймера, широко известной как деменция. Эксперимент проводился путем забора крови у молодых людей, извлечения плазмы и переливания ее пожилым людям. Целью эксперимента было выяснить, можно ли улучшить или даже частично восстановить когнитивные нарушения этих пожилых людей, если кормить их кровью молодых людей.
Это звучит очень похоже на историю о кровососах из страшного фильма. На самом деле, доктор Тони Висс-Корэй, организатор испытаний, говорит, что каждый раз, когда он рассказывает о программе, это вызывает крики «вампир» со стороны аудитории.
Но на самом деле это невероятное клиническое испытание — не фильм, а серьезный исследовательский проект, который действительно проводится. Этот абсурдный на первый взгляд эксперимент подкреплен серьезными научными доказательствами. Предыдущие эксперименты на животных в Стэнфордском и Гарвардском университетах показали, что при кормлении кровью более молодых мышей у некоторых из них улучшились когнитивные способности и здоровье ряда органов. Даже пожилые мыши, которых кормили более молодой кровью, выглядели немного моложе. Если этот феномен «омоложения» удастся воспроизвести в испытаниях на людях, ожидается, что он вызовет огромную революцию в фармацевтической и косметической промышленности.
Омоложение мышей
Бессмертие всегда было бесконечной погоней для человека, а омоложение — нереальной легендой. Но идея омоложения старых животных путем замены их свежей кровью возникла не так давно. В феврале 1956 года доктор МаКей опубликовал статью в Бюллетене Нью-Йоркской академии медицины под названием «Экспериментальное продление жизни». Он анастомозировал кровеносные сосуды 90- и 300-дневных крыс с одинаковой группой крови из одной семьи, и у этих двух крыс было общее кровообращение — состояние, называемое гетерозиготным врожденным. Результаты показали, что суставной хрящ пожилых крыс быстро стал намного моложе и, казалось, обратил вспять старение.
Но ответа на вопрос, почему это произошло, не было. Только в последние годы ряд исследований начал раскрывать механизмы, лежащие в основе этого явления.
В 2005 году группа под руководством профессора Томаса Рандо из отделения неврологии Медицинской школы Стэнфордского университета опубликовала свои результаты в престижном научном журнале Nature, которые ошеломили все сообщество регенераторов и гериатров. Они соединили молодых и старых крыс через сосудистый анастомоз. Через некоторое время крысы стали иметь общую кровеносную систему, став моделью гетерозиготности, а через пять недель они с удивлением обнаружили, что стволовые клетки в печени и скелетных мышцах пожилых крыс вернулись в более молодое состояние, несовместимое с их возрастом. Пожилые крысы даже продемонстрировали почти такую же способность восстанавливать повреждения мышц, как и молодые щенки. Преувеличивая, можно сказать, что именно старые крысы частично омолодились.
К сожалению, молодые мыши, которых насильно прикрепили, получили кровообращение старших крыс и испытали преждевременное старение. У этих молодых крыс наблюдалось соответствующее возрасту снижение способности к восстановлению мышц. Похоже, что молодые крысы и пожилые крысы продемонстрировали удивительную возрастную нейтрализацию.
Не напоминает ли вам это вампиров в кино?
Конечно, научные исследования не могут быть семейной историей и должны быть повторены другими независимыми группами, чтобы быть воспроизведенными. После публикации статьи она привлекла большое внимание сообщества регенеративной медицины и гериатрии. Многие команды начали работать над аналогичными экспериментами.
Секрет долголетия
В 2013 году команда профессора Эми Вейгерс из Гарвардского университета провела аналогичный эксперимент. Они соединили двухмесячную мышь и 23-месячную мышь с кардиомегалией через сосудистый анастомоз, чтобы начать совместное кровообращение. Удивительно, но уже через четыре недели после соединения гипертрофия у старшей мыши быстро улучшилась, а клетки сердечной мышцы вернулись почти к тем же размерам, что и у младшей мыши. Что еще более приятно, на молодую мышь это никак не повлияло, и она росла здоровой. Работа была опубликована в ведущем биологическом журнале Cell.
Но возможно ли, что сердечная мышца восстановилась потому, что гипертония у пожилых мышей была снята после соединения кровеносных сосудов, что снизило нагрузку на сердечную мышцу? После серии экспериментов, которые исключили возможность того, что сердечная мышца восстановилась из-за изменения кровяного давления, они нашли ответ в крови мышей. Предполагается, что ключевую роль играет белок в крови, называемый фактором дифференциации роста 11 (GDF11). С возрастом уровень этого фактора снижается. Чтобы проверить эту гипотезу, пожилым мышам с кардиомегалией в течение 30 дней непрерывно вводили этот белок. В то же время в качестве контроля использовали другую группу мышей того же возраста с такой же гипертрофией сердца, которым вводили только физраствор. В результате в конце эксперимента почти у всех возрастных мышей, которым вводили GDF11, восстановление миокарда значительно превысило показатели контрольной группы, а размер сердца значительно уменьшился. Вскрытие показало, что кардиомиоциты также значительно уменьшились в размерах.
Обе эксперименты подтверждают, что старение органов животных имеет удивительно масштабируемую природу. Однако ясно, что старение — это чрезвычайно сложный физиологический процесс, который не может быть функцией только одного этого белка. Старение других органов может регулироваться другими факторами. Для борьбы со старением может потребоваться не только подавление факторов старения, но и усиление факторов, поддерживающих молодость, один без другого.
Годом позже команда из Гарварда опубликовала еще одну работу о прогрессе в престижном журнале Nature Medicine. Они обнаружили, что после периода непрерывного введения GDF11 пожилым мышам, у старых мышей увеличилось количество неоваскуляризации и стволовых клеток в мозге, что указывает на омоложение и предполагает улучшение работы мозга.
В тот же период команда Тони Уисса-Корэя из Стэнфордского университета в Калифорнии провела аналогичный эксперимент. Через 5 недель они обнаружили, что в мозге старых мышей, получивших молодую кровь, произошли значительные изменения, хотя и не столь выраженные, как в эксперименте с аллогенным симбиозом, но свежая кровь частично обратила вспять старение мозга, показав значительное омоложение на молекулярном, структурном, функциональном и когнитивном уровнях. . Пожилые мыши показали улучшения в способности к обучению, адаптации к окружающей среде и памяти, а также даже частичное улучшение физической силы. Это исследование было опубликовано в февральском номере журнала Nature Medicine за 2014 год.
В настоящее время и у мышей, и у людей обнаружено, что уровень GDF11 в крови медленно снижается с возрастом. Почему именно он снижается, пока неизвестно. Но известно, что этот белок связан с несколькими физиологическими сигнальными путями, которые контролируют рост. Также было установлено, что этот белок может контролировать и влиять на старение мозга и долговременную память через контроль дополнительных белков.
С нетерпением ждем
Опубликование этой вдохновляющей и невероятной серии исследований на животных естественным образом приводит к следующему шагу: Можно ли воспроизвести эти результаты, полученные на животных, на людях? Может ли повышение уровня белка GDF11 привести к омоложению, наблюдаемому в экспериментах на мышах?
В Стэнфорде в Wyss-Coray уверены. Потому что недавно они провели эксперименты, в которых брали кровь у молодых людей, извлекали плазму и вводили ее пожилым мышам. Предварительные результаты показали, что кровь молодых людей оказывала такое же воздействие на мышей. Причем плазма этого молодого человека воздействовала почти на все органы пожилых мышей.
Эксперимент зашел так далеко, и останавливать его здесь было уже нельзя.
Эксперименты на людях были крайне необходимы. Обычно эксперименты с инъекциями человеческого белка в США требуют строгого регулирования и одобрения FDA, что отнимает много времени и стоит дорого. Но переливание крови или плазмы — слишком распространенная процедура, которую приходится делать каждый день в клинике, а безопасность переливания крови доказана уже более 100 лет, поэтому для начала этого эксперимента не требовалось разрешение FDA.
Интересно, что после того, как об этом эксперименте стало известно, ведущий эксперимента, доктор Уисс-Корэй, предупредил общественность в средствах массовой информации о том, что не следует самостоятельно менять кровь в домашних условиях. Это связано с тем, что при переливании крови необходимо брать пробы и подбирать их в больнице для проверки на наличие заболеваний, а в данном эксперименте переливается только плазма, а не цельная кровь. Кроме того, он также предупредил, что бесполезно пить кровь, как в фильме, хотя никто не проводил этот эксперимент, но кровь, выпитая через желудочно-кишечную переработку, белок будет перевариваться и разлагаться, не является полезной.
В эксперименте принимали участие молодые добровольцы в возрасте до 30 лет, после забора крови у них удалялись кровяные клетки, а затем оставшаяся плазма вводилась пожилым пациентам с болезнью Альцгеймера, у которых была подобрана та же группа крови. Команда Стэнфорда уверена в своих силах благодаря убедительным данным, полученным в ходе исследований на животных, а доктор Висс-Корэй с оптимизмом ожидает быстрого улучшения симптомов у этих пациентов. Конечно, испытания еще только начались, и нет гарантии, что ожидаемые улучшения произойдут; потребуется тщательная краткосрочная и долгосрочная оценка и наблюдение. Улучшение симптомов у пациентов может быть кратковременным и временным, но даже в этом случае его можно считать обнадеживающим. Ведь это означает, что работа ведется в правильном направлении, и если мы продолжим исследования в этом направлении, то, возможно, наступит день, когда омоложение станет не просто мифом, а реальностью, которой можно достичь.