CNN
—

W bostońskich laboratoriach stare, niewidome myszy odzyskały wzrok, rozwinęły inteligentniejsze, młodsze mózgi i zbudowały zdrowszą tkankę mięśniową i nerkową. Z drugiej strony, młode myszy przedwcześnie się starzeją, co ma niszczące skutki dla prawie każdej tkanki w ich ciałach.

Eksperymenty pokazują, że starzenie się jest odwracalny proces, który może być napędzany „do przodu i do tyłu wedle uznania” – powiedział ekspert od przeciwdziałania starzeniu się, David Sinclair, profesor genetyki w Instytucie Blavatnik w Harvard Medical School i współdyrektor z Paul F. Glenn Center for Biology of Aging Research.

Nasze ciała przechowują kopię zapasową naszej młodości, którą można uruchomić do regeneracji, powiedział Sinclair, starszy autor nowego artykułu przedstawiającego pracę jego laboratorium i międzynarodowych naukowców.

Połączone eksperymenty, opublikowane po raz pierwszy w czwartek w czasopiśmie Cell, kwestionują naukowe przekonanie, że starzenie się jest wynikiem mutacji genetycznych, które osłabiają nasze DNA, tworząc złomowisko uszkodzonej tkanki komórkowej, które może prowadzić do rozkładu, chorób i śmierci.

„To nie śmieci, to nie uszkodzenia powodują, że się starzejemy” – powiedział Sinclair, który opisał pracę w zeszłym roku na Life Itself, wydarzeniu dotyczącym zdrowia i dobrego samopoczucia, zaprezentowanym we współpracy z CNN.

„Uważamy, że jest to utrata informacji – utrata zdolności komórki do odczytania swojego oryginalnego DNA, tak że zapomina ona, jak funkcjonować – w podobny sposób, w jaki na starym komputerze może powstać uszkodzone oprogramowanie. Nazywam to informacyjną teorią starzenia.

Jae-Hyun Yang, badacz genetyki w Sinclair Lab, który jest współautorem artykułu, powiedział, że spodziewa się, że odkrycia „zmienią sposób, w jaki postrzegamy proces starzenia się i sposób, w jaki podchodzimy do leczenia chorób związanych ze starzeniem”.

Podczas gdy DNA można postrzegać jako sprzęt ciała, epigenom jest oprogramowaniem. Epigeny to białka i substancje chemiczne, które siedzą jak piegi na każdym genie, czekając, aby powiedzieć genowi „co robić, gdzie to robić i kiedy to robić”, według National Human Genome Research Institute.

Epigenom dosłownie włącza i wyłącza geny. Proces ten może być wyzwalany przez zanieczyszczenia, toksyny środowiskowe i ludzkie zachowania, takie jak palenie, spożywanie zapalnej diety lub chroniczny brak snu. I podobnie jak komputer, proces komórkowy ulega uszkodzeniu, gdy więcej DNA jest zepsute lub uszkodzone, powiedział Sinclair.

„Komórka panikuje, a białka, które normalnie kontrolowałyby geny, są rozpraszane przez konieczność naprawy DNA” – wyjaśnił. „Wtedy nie wszyscy znajdują drogę z powrotem do miejsca, z którego zaczęli, więc z czasem przypomina to mecz ping-ponga, w którym piłki lądują na całej podłodze”.

Innymi słowy, fragmenty komórek gubią drogę do domu, podobnie jak osoba z chorobą Alzheimera.

„Zdumiewającym odkryciem jest to, że w ciele znajduje się kopia zapasowa oprogramowania, którą można zresetować” — powiedział Sinclair. „Pokazujemy, dlaczego to oprogramowanie ulega uszkodzeniu i jak możemy ponownie uruchomić system, dotykając przełącznika resetowania, który przywraca zdolność komórki do prawidłowego odczytu genomu, tak jakby była młoda”.

Nie ma znaczenia, czy ciało ma 50, czy 75 lat, jest zdrowe czy wyniszczone chorobą, powiedział Sinclair. Kiedy ten proces zostanie uruchomiony, „ciało będzie pamiętało, jak się regenerować i znów będzie młode, nawet jeśli jesteś już stary i cierpisz na chorobę. Co to za oprogramowanie, jeszcze nie wiemy. W tym momencie po prostu wiemy, że możemy przełączyć przełącznik.

Polowanie na zmianę rozpoczęło się, gdy Sinclair był studentem, członkiem zespołu w Massachusetts Institute of Technology, który odkrył istnienie genów kontrolujących starzenie się drożdży. Ten gen istnieje we wszystkich stworzeniach, więc powinien istnieć sposób, aby zrobić to samo u ludzi, on przypuszczać.

Aby przetestować teorię, zaczął próbować przyspieszyć starzenie się myszy bez powodowania mutacji lub raka.

„Zaczęliśmy produkować tę mysz, gdy miałem 39 lat. Mam teraz 53 lata i od tego czasu badamy tę mysz” – powiedział. „Gdyby teoria starzenia się informacji była błędna, otrzymalibyśmy albo martwą mysz, normalną mysz, starzejącą się mysz lub mysz chorą na raka. Zestarzeliśmy się”.

Z pomocą innych naukowców Sinclair i jego zespół z Harvardu byli w stanie postarzać tkanki w mózgu, oczach, mięśniach, skórze i nerkach myszy.

W tym celu zespół Sinclaira opracował ICE, skrót od indukowalnych zmian w epigenomie. Zamiast zmieniać sekcje kodujące DNA myszy, które mogą wywoływać mutacje, ICE zmienia sposób składania DNA. Tymczasowe, szybko gojące się nacięcia wykonane przez ICE naśladują codzienne uszkodzenia spowodowane przez chemikalia, światło słoneczne i tym podobne, które przyczyniają się do starzenia.

Myszy ICE w wieku jednego roku wyglądały i zachowywały się dwukrotnie starsze.

Teraz trzeba było odwrócić ten proces. Genetyk Sinclair Lab, Yuancheng Lu, stworzył mieszaninę trzech z czterech „czynników Yamanaka”, ludzkich dorosłych komórek skóry, które zostały przeprogramowane tak, aby zachowywały się jak embrionalne lub pluripotencjalne komórki macierzyste, zdolne do rozwinięcia się w dowolną komórkę w ciele.

Koktajl wstrzykiwano do uszkodzonych komórek zwojowych siatkówki w tylnej części oczu ślepych myszy i włączano poprzez karmienie mysie antybiotyki.

„Antybiotyk to tylko narzędzie. Tak naprawdę może to być dowolna substancja chemiczna, po prostu sposób, aby upewnić się, że trzy geny są włączone” – powiedział Sinclair w rozmowie z CNN. „Zwykle są włączone tylko w bardzo młodych, rozwijających się zarodkach, a następnie wyłączają się wraz z wiekiem”.

Myszy odzyskały większość wzroku.

Następnie zespół zajął się komórkami mózgu, mięśni i nerek i przywrócił je do znacznie młodszych poziomów.

„Jednym z naszych przełomowych odkryć było uświadomienie sobie, że jeśli użyjesz tego konkretnego zestawu trzech pluripotencjalnych komórek macierzystych, myszy nie cofną się do wieku zerowego, co spowodowałoby raka lub coś gorszego” – powiedział Sinclair. „Zamiast tego komórki wracają do od 50% do 75% pierwotnego wieku, zatrzymują się i nie stają się młodsze, co jest szczęściem. Skąd komórki wiedzą, jak to zrobić, jeszcze nie rozumiemy”.

Obecnie zespół Sinclaira próbuje znaleźć sposób na równomierne dostarczenie przełącznika genetycznego do każdej komórki, odmładzając w ten sposób całą mysz naraz.

„Dostawa jest przeszkodą techniczną, ale wydaje się, że inne grupy radzą sobie dobrze” – powiedział Sinclair, wskazując na dwa niepublikowane badania, które wydają się przezwyciężyć ten problem.

„Jeden używa tego samego systemu, który opracowaliśmy do leczenia bardzo starych myszy, odpowiednika 80-letniego człowieka. I nadal sprawili, że myszy żyły dłużej, co jest niezwykłe. Więc w pewnym sensie pobili nas w tym eksperymencie” – powiedział.

„Ale to mówi mi, że odmłodzenie nie dotyczy tylko kilku narządów, ale jest w stanie odmłodzić całą mysz, ponieważ żyją dłużej” – dodał. „Wyniki są darem i potwierdzeniem tego, co mówi nasza gazeta”.

Co dalej? Miliardy dolarów są wylewane na przeciwdziałanie starzeniu się, finansując wszelkiego rodzaju metody cofania czasu.

W swoim laboratorium Sinclair powiedział, że jego zespół wielokrotnie resetował komórki myszy, pokazując, że starzenie się można odwrócić więcej niż raz, a obecnie testuje reset genetyczny u naczelnych. Ale mogą minąć dziesięciolecia, zanim pojawi się jakikolwiek kliniczny środek przeciwstarzeniowy rozpoczynają się próby na ludziach, są analizowane i, jeśli są bezpieczne i udane, skalowane do masy potrzebnej do uzyskania zgody federalnej.

Ale tak jak szkodliwe czynniki mogą zakłócić epigenom, zdrowe zachowania mogą go naprawić, powiedział Sinclair.

„Wiemy, że to prawdopodobnie prawda, ponieważ ludzie, którzy prowadzili zdrowy tryb życia, mają młodszy wiek biologiczny niż ci, którzy postępowali odwrotnie” – powiedział.

Jego najważniejsze wskazówki? Skoncentruj się na roślinach do jedzenia, jedz rzadziej, wysypiaj się, trać oddech na 10 minut trzy razy w tygodniu, ćwicząc, aby utrzymać masę mięśniową, nie przejmuj się drobiazgami i miej dobre towarzystwo.

„Przesłanie liczy się każdego dnia” – powiedział Sinclair. „Jak żyjesz, nawet gdy jesteś nastolatkiem i Lata 20. naprawdę mają znaczenie, nawet dekady później, ponieważ każdego dnia Twój zegar tyka”.