В новом исследовании впервые доказано, что генетический материал, переданный от одного вида к другому, может увеличить продолжительность жизни и здоровья.
Голый землекоп (кротовая крыса) не выиграет ни одного конкурса красоты, но, возможно, победит в номинации “талант”. Его суперспособность – бороться с процессом старения и жить в несколько раз дольше, чем другие животные его размера, сохраняя молодость и бодрость.
Считается, что в течение жизни у голых землекопов происходят такие же обычные процессы износа, как и у нас, но они исключительно хорошо восстанавливают повреждения от свободных радикалов кислорода и ошибок ДНК, которые накапливаются с течением времени. Несмотря на наличие генов, делающих их уязвимыми к раку, у них редко развивается это заболевание, равно как и другие возрастные болезни. Известно, что голые землекопы живут более 40 лет без каких-либо признаков старения, в то время как мыши проживают в среднем около двух лет и очень подвержены раковым заболеваниям.
Теперь эти замечательные животные могут поделиться своими сверхспособностями с другими видами. В августе было проведено исследование, ставшее, возможно, первым принципиальным доказательством того, что генетический материал, переданный от одного вида, может увеличить продолжительность жизни и здоровье другого.
Существует несколько теорий, объясняющих долголетие голого землекопа, но та, которая рассматривается в исследовании, опубликованном в журнале Nature, основана на обилии высокомолекулярной гиалуроновой кислоты высокой молекулярной массы (HMM-HA).
Низкомолекулярная версия гиалуроновой кислоты обычно добавляется в увлажняющие средства для кожи и косметику, которые рекламируются как средства для поддержания молодости кожи, но простое нанесение на кожу, если честно, не оказывает существенного антивозрастного эффекта. У голого землекопа в богатом химическими веществами растворе между клетками по всему телу в изобилии содержится гораздо более крупная молекула – HMM-HA. Но действительно ли HMM-HA определяет необычайное долголетие и продолжительность его жизни?
Чтобы ответить на этот вопрос, доктор Вера Горбунова, профессор биологии и онкологии Рочестерского университета, и ее сотрудники создали модель мыши, содержащую ген синтазы гиалуроновой кислоты 2, или nmrHas2, голого землекопа. Оказалось, что мыши, получавшие этот ген на ранней стадии развития, также экспрессировали HMM-HA.
Исследователи обнаружили, что эффекты молекулы HMM-HA в организме мышей были выраженными и разнообразными, что превзошло ожидания соавторов исследования. Высокомолекулярная гиалуроновая кислота в большем количестве содержалась в почках, мышцах и других органах мышей Has2 по сравнению с контрольными мышами.
Кроме того, у измененных мышей значительно реже встречались раковые заболевания. У 70% контрольных мышей в конечном итоге развился рак, в то время как у измененных мышей он развился только у 57%, даже после использования нескольких методов для провоцирования заболевания. Наибольшая разница наблюдалась у самых старых мышей, где заболеваемость раком у мышей Has2 и контрольных обычных мышей составляла 47% и 83%, соответственно.
Что касается продолжительности жизни, то у самцов Has2 она увеличилась более чем на 16%, а у самок – на 9%. “Почему-то у самцов этот эффект выражен гораздо сильнее, и у нас нет точного ответа, почему”, – говорит д-р Горбунова. Еще одним улучшением стало увеличение количества лет, проведенных ими в состоянии относительной молодости. Для мышей существует индекс хрупкости, который включает в себя массу тела, подвижность, силу хвата, зрение и слух, а также общее состояние организма, например, здоровье шерсти и температуру тела. У мышей Has2 по всем показателям хрупкость оказалась ниже, чем у контрольных. Они также показали лучшие результаты в тестах на локомоцию и координацию, а также на плотность костной ткани.
Результаты Горбуновой показывают, что ген, искусственно перенесенный от одного вида, может оказывать благотворное влияние на долголетие другого, что ранее не было продемонстрировано. По словам Стивена Аустада, биолога из Университета Алабамы в Бирмингеме, не принимавшего участия в исследовании, этот результат “весьма впечатляет”.
Также Остад согласен с тем, что эффекты в различных органах и системах у представителей разных полов были различными, что часто встречается в исследованиях долголетия. “У нас есть десять препаратов, которые мы можем давать мышам, чтобы они жили дольше, – говорит он, – и все они лучше работают у одного пола, чем у другого”. Это говорит о том, что необходимо уделять больше внимания различным эффектам антивозрастных стратегий у разных полов, а также гендерным различиям в продолжительности жизни.
По мнению авторов исследования, молекула HMM-HA обеспечивает эти преимущества за счет снижения воспаления и сенесценции (дисфункции и гибели клеток). Молекула также вызывала целый ряд других эффектов, включая регуляцию генов, участвующих в работе митохондрий – энергетических центров клеток. Эти механизмы задействованы в процессе старения и в развитии заболеваний человека. У человека практически все неинфекционные заболевания сопровождаются ускорением процесса старения.
Что касается генной терапии, направленной на внедрение гена nmrHas2 в организм человека для получения глобального результата, то доктор Горбунова настроена скептически из-за сложности этой процедуры. Горбунова отмечает, что введение гена животного в организм человека может быть сопряжено с потенциальными опасностями, такими как иммунные или аллергические реакции.
Аустад с тоже с осторожностью относится к генной терапии. “Это исследование говорит о том, что можно взять что-то, что хорошо получается у одного вида, и перенести, по крайней мере, часть этого новому виду. Это открывает перспективы, но для получения желаемого эффекта может потребоваться перенести шесть, восемь или десять генов в человека”. Человек гораздо сложнее и содержит гораздо больше генов, чем мышь, а все системы биологического организма причудливо связаны между собой. Один ген голого землекопа может не сыграть большого значения при взаимодействии с генами, метаболизмом и физиологией человека.
Тем не менее, Аустад считает, что такие возможности весьма заманчивы. Что касается дальнейших исследований, то, по словам Остада, “первое, на что следует обратить внимание, – это кожа”, чтобы выяснить, могут ли ген nmrHas2 и продуцируемый им HMM-HA снизить вероятность возникновения рака. Сделать это будет несложно:
“Мы не знаем никаких отрицательных сторон использования гиалуроновой кислоты в коже, поскольку она уже используется в средствах для кожи, и мы могли бы довольно быстро изучить этот вопрос”.
“Механизмы старения развивались в течение длительного времени, – говорит Горбунова, – поэтому при старении работает множество механизмов, которые влияют друг на друга”. Все эти процессы могут играть определенную роль и почти наверняка отличаются у разных видов.
“Молекулы HMM-HA большие, но сейчас мы ищем низкомолекулярный препарат, который замедлит распад”, – говорит она. “И мы ищем ингибиторы, которые сейчас испытываются на мышах и которые могли бы препятствовать распаду гиалуроновой кислоты”. Горбунова нашла натуральный растительный продукт, который действует как ингибитор и может быть использован в качестве добавки.
Читайте также: Низкая температура оказывает загадочное влияние на продолжительность жизни