Зачем мы стареем. Наука о долголетии: как продлить молодость

В Стэнфорде после защиты Ирина и Майк оказались в одной и той же лаборатории, под началом Тома Рэндо. Их задачей было брать образцы мышечных стволовых клеток старых и молодых мышей и пытаться разводить их в чашках Петри с плазмой, тоже взятой у молодых и старых мышей, в разных сочетаниях. Получались интересные результаты: плазма старых мышей подавляла активность стволовых клеток молодых мышей, а молодая плазма, наоборот, подстегивала стволовые клетки старых. Когда они погружали клетки в смесь молодой и старой плазмы, пополам, старая плазма верховенствовала и угнетала деятельность любых стволовых клеток. Естественно, ученые захотели выяснить, как аналогичные процессы идут в живых организмах.

Конбоев занимали и другие вопросы. Почему, например, старение идет сразу во всем теле и столько разных тканей сдают одновременно? У Ирины уже была своя оригинальная теория причины ослабления наших способностей к регенерации с возрастом. Она предполагала, что не стволовые клетки стареют, но беднеет их жизненная среда, так что они постепенно лишаются нужной для работы стимуляции. Может быть, в кровеносной системе есть что-то, что координирует работу стволовых клеток?

Затем дело было так: в 2002 году Ирина на встрече журнального клуба своей кафедры представляла статью Эми Уэйджерс о стволовых клетках костного мозга. Она пересказывала эксперименты Уэйджерс с парабиозом, в ходе которых пары молодых мышей обменивались кровью. В этот момент Майка, молча сидевшего в заднем ряду, осенило. После встречи он поймал жену и заведующего лабораторией Тома Рэндо и предложил: почему бы нам не сделать то же самое, но соединить молодых мышей со старыми? «Этого никогда еще не делали ни для изучения биологии стволовых клеток, ни для регенеративной медицины», – объясняет мне Ирина. Ей и Рэндо идея сразу приглянулась.

Они заручились помощью Эми Уэйджерс, и она сшила большую часть животных для начальных опытов в лаборатории Рэндо, а также научила этому Майка Конбоя на будущее. Через неделю-другую у их сшитых мышей (подопытные были в парах смешанного возраста, контрольные – одного) установилась общая циркуляция крови. Через пять недель ученые умертвили животных, чтобы посмотреть на ткани мозга, мышц и печени. Эти ткани представляют три зародышевых листка (эктодерму, мезодерму и эндодерму), формирующихся на ранних стадиях развития эмбриона и дающих начало всем тканям организма.

«Во всех случаях налицо было значительное омоложение стволовых клеток и способности к восстановлению у старых мышей, – говорит Ирина. – И заметный упадок у молодых». Группа опубликовала свои находки в журнале Nature в 2005 году. «Но все были в таком восторге от омоложения и не очень-то в восторге от преждевременного старения молодого участника, – отмечает Ирина, – из-за этого и в названии, и в описании статьи был, пожалуй, перекос в сторону омоложения». В ходе опытов ученые использовали хитроумные средства из арсенала генетики, чтобы убедиться, что восстановлением тканей они обязаны именно стволовым клеткам старой мыши, а не приплывшим по кровотоку из организма молодой.

Однако почему омоложение старой мыши оказалось гораздо более явно выражено, чем преждевременное дряхление молодой, в то время как по экспериментам с клетками можно было ожидать прямо противоположного? Дело в том, объясняет Ирина, что у соединенных животных общей становится не только кровеносная система. «Подключено целое молодое животное, не просто пакет с кровью». К услугам старой мыши – крепкие молодые печень и почки, способные выводить из крови все лишнее, что накапливается с возрастом, и многое другое. «Даже кровяное давление нормализуется. С молодыми легкими и насыщение кислородом улучшается, и баланс глюкозы и инсулина, – говорит Ирина. – Зато теперь страдает уже молодое животное, ведь ему приходится поддерживать на плаву организм с патологиями и воспалительными процессами».

Среди прочего мусора в крови дряхлых особей циркулируют, например, молекулы воспаления, выделяемые старыми клетками, как мы уже знаем по предыдущим главам. Но опыты с парабиозом дали Конбоям возможность в скором времени обнаружить и другой вредоносный элемент в старой крови: трансформирующий ростовой фактор бета (transforming growth factor beta, TGFβ). Это молекулы, которых организм мыши (и человека) с возрастом начинает производить слишком много. Больше того, клетки, получающие сигналы TGFβ, готовят больше рецепторов для этой сигнальной молекулы, что еще осложняет проблему перепроизводства. TGFβ угнетает процесс восстановления тканей, особенно мышц и мозга.