Как долго молоды мы будем?

Капли, способные вернуть зрение, таблетки от старости, регуляция генов, омоложение с помощью стволовых клеток, биопринтер, который избавит больных от многолетних очередей за жизненно важными донорскими органами... О прорывных технологиях долголетия – в обзоре «Фонтанки.ру».

Старение — это болезнь

Патетика дискуссий в рамках форума «Открытые инновации», который собрал лучших российских исследователей в области биомедицины, такова: ученые гонятся не столько за бессмертием, сколько за продлением активной жизни человека. И определенные подвижки в этом направлении есть.

Научная статистика, например, показывает, что продолжительность жизни современного человека гораздо дольше, чем людей из далекого прошлого. В Древнем Египте она составляла около 23 лет, в античном мире – до 40 лет, в Средние века из-за эпидемий чумы редко кто доживал до 30, в XIX веке – до 32. Не последнюю роль в борьбе за долголетие сыграли биомедицинские открытия. Обозначен и новый тренд в технологиях долголетия: старение, по мнению эскулапов, – это болезнь, причем обратимая и предотвратимая.

По стопам Гуттенберга: почка из биопринтера

Трансплантация органов является одной из самых дорогостоящих операций и предполагает долгую реабилитацию и наблюдение за пациентом. Больные годами ждут своей очереди, некоторые из них так и не получают подходящего им органа. Спасение, по мнению современных ученых, – в биопринтинге. Речь идет о 3D-печати органов, которая обещает в будущем оперативно заменять непригодные органы и поможет тысячам нуждающихся людей, а соответственно, и увеличит продолжительность здоровой жизни.

Уверенно продвигается к получению органов, способных полноценно функционировать в организме человека, компания 3D Bioprinting Solutions во главе с научным руководителем Владимиром Мироновым. К слову сказать, профессор Миронов уже разработал четыре биопринтера, последний из которых создан в России и носит название «Фабион». Сами органы будут формироваться из тканевых сфероидов – своеобразных строительных блоков, которые, в свою очередь, состоят из тысячи живых клеток – стволовых. При добавлении определенных генов они способны трансформироваться в любые другие клетки – печень, мышцы. В Японии, например, это уже сделано.

Начинается 3D-печать с блюпринта, то есть создания чертежа, цифровой модели органа. А биопринтер, по сути дела, – это шприц с биочернилами, роль которых выполняют те самые сфероиды. Шприц двигается в трех направлениях по биобумаге – это особый гидрогель, который можно распылять в жидком виде.

«В основе печати органов лежит природный феномен слияния тканей в ходе эмбрионального развития, – объясняет Миронов. – Все знают такую болезнь, как заячья губа. Она появляется как раз из-за нарушения процесса слияния. Еще пример – у всех в раннем развитии две аорты, но потом они объединяются в одну. А вот если взять тканевые сфероиды, положить рядом друг с другом и поместить в гидрогель послойно таким образом, чтобы они контактировали друг с другом не только в горизонтальном, но и вертикальном направлении, то они начнут соединяться, и можно сделать трехмерные структуры».

У лаборатории биопечати наполеоновские планы – к марту следующего года создать щитовидную железу. «Какой орган мы будем делать первым? Конечно, хочется сделать почку, но это не так просто, – подчеркивает профессор Миронов. – После долгих дискуссий мы пришли к выводу, что к 15 марта следующего года мы напечатаем щитовидку. Это очень простой орган. Если в ходе проверки обнаружится, что клетки достаточно функциональны, то потом приступим к созданию нефронов, а из нефронов сделаем почку».

А первая почка, созданная на 3D-принтере, по прогнозам ученых, появится в 2030 году. Некоторые исследователи полагают, что такие машины, как биопринтер, когда-нибудь смогут печатать ткани и органы прямо в человеческом теле. Со временем эта процедура станет доступна каждому и в финансовом плане. Биопечать можно использовать и в других областях медицины, например создавать костную ткань, необходимую пациенту. Уже сейчас создаются структуры для поддержки скелета. На искусственно созданных органах можно будет тестировать лекарства, полностью исключив эксперименты на животных и добровольцах. К тому же повысится эффективность работы хирургов, которые смогут практиковаться и делать операции на напечатанных органах.

Оружие против клеток-убийц

«Биологическое старение – это не случайный, а запрограммированный и регулируемый процесс, это элемент эволюции и специально придуманная природой штука, – уверен ученый Максим Скулачев, генеральный директор компании «Митотех». – Все, что природа задумала, она держит под своим контролем, то есть процесс старения четко регулируется. Наша задача на ближайшие пару десятков лет – разобраться в том, как же это все контролируется».

Максим вместе со своим отцом, академиком Владимиром Скулачевым, уже много лет изучают работу митохондрий, ключевых элементов клеток, которые в процессе дыхания вырабатывают свободные радикалы. Последние являются настоящим ядом, отравляющим организм и действующим на ДНК, белки, липиды. С возрастом производство радикалов усиливается, что приводит к повреждениям здоровых клеток и тканей.

Способ борьбы с клетками-киллерами известен – антиоксиданты SkQ. Ученые взяли названный по фамилии ученого ион Скулачева, который проникает внутрь митохондрий, и присоединили к нему самый сильный антиоксидант. «Он может сам снова производиться в митохондриях. Это такой многоразовый Александр Матросов, который бросается на свободные радикалы и уничтожает их, – объясняет Скулачев-младший. – К тому же клетки, обработанные ионами, запускают во всем организме сигнал притормозить процесс старения».

Исследования показали, что животные, которые принимали это вещество с водой, жили дольше и позже начинали стареть. У них не развивались очень многие старческие болезни, в первую очередь глазные. Тогда ученые придумали следующий фокус: применять субстанцию местно, например для восстановления зрения. Был разработан довольно хитрого состава препарат в виде глазных капель «Визомитин». Он прошел ряд клинических экспериментов в России и США и замечательно работает на всех видах глазных болезней – дистрофия сетчатки, катаракта, глаукома, синдром сухого глаза.

Глазными каплями ученые не ограничиваются – создана сыворотка «Митовитан» с SkQ1 против старения кожи, пероральный препарат «Пластомитин». На очереди мазь с новой рецептурой для заживления ран, пролежней и язв. Эффект косметологических средств, как говорится, налицо: разглаживаются морщины, увлажняется кожа. Однако, по словам Максима Скулачева, все это не очень серьезно, потому что по задумке эффект должен проявиться через годы. Другими словами, препараты должны замедлить саморазрушительную программу старения.

Почему не стареет голый землекоп?

Изучением клеток-киллеров занимается и компания «Тартис Старение», правда, злодеями здесь объявлены так называемые сенесцентные клетки. В компании убеждены в том, что старение – излечимое заболевание. «Несмотря на то, что изучение старения ведется веками, ученые стоят перед серьезным психологическим барьером в поисках препарата против старения, – рассуждает исполнительный директор Екатерина Андрианова, – поскольку старение – это закон природы, и с ним, как считают многие, невозможно бороться. Это все равно что изобретать вечный двигатель. К счастью, в реальности все не совсем так, потому что существуют ведь животные, которые не стареют, например голый землекоп. Грызун размером с мышь, живет под землей. Что происходит в стареющем организме и почему не стареет голый землекоп?»

Ответ на этот вопрос, по мнению ученых, в клеточном механизме старения. В стареющем организме накапливаются сенесцентные клетки, которые под воздействием различных факторов прекращают делиться и отравляют организм, поражая окружающие ткани. Чем их больше, тем быстрее развиваются артроз, рак, диабет, мышечная дистрофия, то есть болезни, ассоциирующиеся у нас со старением. У голого землекопа таких клеток нет. Отсюда возникла идея лечения – уничтожать сенесцентные клетки. Были найдены малые молекулы, которые способны их убивать. Учеными разработан специальный препарат «Рапатар», который продлевает жизнь и эффективен в лечении старческих заболеваний. Клинические испытания вещества еще не начались, но эксперименты на лабораторных мышах показывают хорошие результаты: грызуны, принимающие препарат, живут на 30 процентов дольше своих собратьев.

Когда старость в радость

Используются клеточные технологии и в эстетической медицине. Под руководством кандидата биологических наук Вадима Зорина из Института стволовых клеток человека была разработана уникальная технология сохранения молодости – SPRS-терапия, персонифицированная программа, направленная на восстановление, коррекцию возрастных изменений кожи и рубцов. Это не просто уколы красоты, которые вам могут сделать в любой косметологической клинике. Клеточная технология такова: из ушной раковины берется небольшой кусочек кожи, затем в лаборатории с ним производят специальные манипуляции – выделяют фибропласт и наращивают клеточный материал, из которого получают суспензию, или SPRS-препарат. Лечение происходит путем инъекций препарата в зоны лица, шеи, декольте, рук. Введенные стволовые клетки запускают в организме механизм омоложения. Подобная терапия поможет при истончении кожи, снижении эластичности, упругости, при наличии мелких и средних морщин, рубцов постакне, при реабилитация кожи после пилингов и пластических операций.

Эффективность препарата доказывает исследование, в котором приняли участие 93 человека. У 100 процентов испытуемых наблюдалось уменьшение глубины морщин и повышение упругости кожи. За четыре года было вылечено около 500 человек, треть из них обратились в клинику повторно один и более раз.

Увеличение продолжительности жизни – над этой проблемой бьются не одно столетие лучшие умы человечества. До недавнего времени многое из того, что было предложено учеными, казалось областью фантастики. Однако уже сейчас революционные методики биомедицины доказывают, что вполне реально не только увеличить продолжительность активной жизни, но и повысить ее качество.

Наталья Павлушкина, для «Фонтанки.ру»