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

На самом деле мы уже обсуждали один из методов, с помощью которого наука могла бы сделать эту захватывающую идею возможной. В Главе 6 мы познакомились с процессом получения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (иПСК), невероятных клеток-предшественников с большим количеством талантов, которые мы можем сделать из обычных дифференцированных клеток организма. С тех пор как этот процесс был открыт, мы обнаружили, что индуцирование плюрипотентности, по-видимому, омолаживает клетки таким образом, что имитирует магические трюки, которые природа использует, чтобы подарить детям молодость. Процесс создания иПСК называется перепрограммированием клеток, и поэтому эта идея известна как омоложение путем перепрограммирования.

Первая линия доказательств этого омоложения – эпигенетические часы, причудливо точный предиктор биологического возраста, основанный на эпигенетических отметках в ДНК, с которыми мы познакомились в Главе 4. Стив Хорват придумал их в 2013 году. Установив, что они работают на многих различных типах тканей, он сделал последний тест их предсказательной силы. Ученый использовал их для расчета эпигенетического возраста как эмбриональных стволовых клеток – «естественно» молодых клеток, выделенных из человеческого эмбриона всего через несколько дней после того, как сперматозоид встретил яйцеклетку, – так и иПСК, полученных из клеток взрослых людей. Эпигенетический возраст эмбриональных клеток близок к нулю, что вполне логично. Взрослые клетки, используемые для создания иПСК, имели нормальный эпигенетический возраст, соответствующий возрасту их донора, что также вполне оправданно. Но сами иПСК были эпигенетически нулевого возраста: их биологические часы были в самом начале, что делало их неотличимыми от эмбриональных аналогов.

Благодаря экспериментам ученые с тех пор получили еще более многообещающий вывод. Полностью функциональные иПСК были успешно получены от людей в возрасте 114 лет, и клетки имели эпигенетический возраст, равный нулю, независимо от того, был ли донор молодым взрослым или сверхдолгожителем. Более того, дифференцировка этих иПСК в определенные типы клеток оставляет их неизменно молодыми с эпигенетической точки зрения. Это означает, что вы можете взять клетки кожи 90-летнего человека, сделать иПСК и снова дифференцировать их в клетки кожи – и эти новые клетки кожи сами будут молодыми. Это уже блестящая новость: она может повысить эффективность всех запланированных нами методов лечения стволовыми клетками, если мы сможем использовать иПСК в качестве источника донорских клеток. Новые клетки мозга, глаз, стволовые клетки крови или что бы мы ни произвели из них, снова будут молодыми, готовыми к еще нескольким десятилетиям использования.

Более того, оказывается, что снижение эпигенетического возраста происходит не изолированно, а сопровождается другими омолаживающими эффектами. У иПСК также более красивые митохондрии и более низкие уровни митохондриальных активных форм кислорода. У них более длинные теломеры, сравнимые с теми, что находятся в эмбриональных стволовых клетках. Это почти подозрительно хорошая новость: вставив дополнительные копии всего лишь четырех генов – «факторов Яманаки», известных как O, K, S и M, открытие которых принесло Яманаке[74]

Нобелевскую премию, – мы, похоже, сможем возобновить процесс молекулярной глубокой очистки, аналогичный тому, который устраняет разрушительные последствия воздействия времени в зародыше.

Есть некоторые оговорки: например, существует слабая эпигенетическая тень, позволяющая различать иПСК, полученные от молодых и старых доноров, хотя она, кажется, исчезает, если вы позволите иПСК разделиться несколько раз. Однако, даже если детали все еще уточняются, процесс индуцирования плюрипотентности, по-видимому, надежно обращает вспять процесс старения в клетках. Это захватывающе, но можно ли достигнуть этого на целых организмах?

Первая хорошая новость – это то, о чем мы упоминали в Главе 6: вы можете ввести иПСК в эмбрион мыши и произвести полностью функциональную особь. Это довольно убедительное доказательство того, что они ведут себя точно так же, как обычные эмбриональные клетки и, в частности, не стареют преждевременно каким-то образом, который мешает новорожденным мышам нормально жить или заставляет их умирать молодыми. Мы также можем исследовать продолжительность жизни клонированных животных. Овца Долли была клоном своей «матери»: ученые взяли ядро из взрослой клетки, а затем вставили его в яйцеклетку, ядро которой было разрушено. Рождение Долли привело к размышлениям о жизни клонов в целом. Рожденная из старой ДНК, даже пересаженной в молодую яйцеклетку, могла ли она иметь нормальную жизнь с достойной продолжительностью?