Загадка нестареющей медузы. Секреты природы и достижения науки, которые помогут приблизиться к вечной жизни

Таким же образом и наши первые стволовые клетки развиваются от недифференцированной зиготы до все более и более специализированных клеток. Это очень умная система, и пока ничто не мешает нам воссоздать ее искусственно. Если мы узнаем, благодаря чему стволовые клетки становятся той или иной конкретной клеткой, мы сможем повторить этот процесс в лаборатории.

В двух словах: идея в том, чтобы взять плюрипотентные стволовые клетки и повторить все то, что проходит клетка, прежде чем приобретает свою специфичность, например становится клеткой кожи для пациента с ожогом. Исследования направлены на то, чтобы через пару десятилетий ученые смогли создавать из стволовых клеток именно те клетки, которые им нужны. Разумеется, работать со стволовыми клетками крайне непросто: помимо того что сложен сам процесс получения таких клеток, постоянно возникают еще две проблемы.

Во-первых, проблема с иммунитетом: стволовые клетки нам не принадлежат, поэтому иммунная система начинает нападать на них. Такова ситуация, например, с трансплантацией почек, когда тело отвергает новый орган.

Во-вторых, этическая проблема: плюрипотентные стволовые клетки нужно откуда-то брать. Обычно их берут из эмбрионов, которые остаются от искусственного оплодотворения. И возникает дискуссия, аналогичная дискуссии про аборты: использование этих клеток ради науки — убийство или нет?

На самом деле решение этих проблем уже найдено. В 2012 году японец Синья Яманака получил Нобелевскую премию по медицине за открытие индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Эти клетки получаются из других клеток, и они, в свою очередь, могут сделать плюрипотентными другие клетки.

Когда-то ученые считали, что развитие клеток невозможно повернуть вспять, так же как кот не может слезть с нашего гипотетического дерева. Клетка не может передумать и изменить свое решение о специализации. Однако Яманака со своей командой доказали обратное. Добавляя четыре фактора, получившие название «факторы Яманаки», можно превратить полностью дифференцированную клетку, например клетку кожи, снова в плюрипотентную.

Так мы избежим обеих крупных проблем. Исследователи используют собственные клетки пациентов — никакой этической дилеммы! А так как новые ткани сделаны из клеток самого пациента, а не другого человека, иммунная система реагировать не будет.

* * *

С помощью факторов Яманаки дифференциация клеток «обнуляется». И некоторые ученые задались вопросом: значит ли это, что можно обнулить или повернуть вспять биологические часы?

Первые результаты исследований показывают, что это вполне вероятно. Биологический возраст индуцированных плюрипотентных клеток (определяемый с помощью эпигенетических часов, о которых мы говорили ранее) соответствует возрасту стволовых клеток эмбриона. Другими словами, можно взять стволовые клетки пожилого человека, применить к ним четыре фактора Яманаки и развернуть их развитие, при этом их биологический возраст станет таким же, как у зародыша. Мы почти вплотную приблизились к медузе Turritopsis, которая стареет вспять. По крайней мере, на данный момент это лучшее, чего нам удалось добиться.

Ученые сразу же начали изучать, возможно ли применить эту методику для всего организма. Если биологические часы можно развернуть в некоторых клетках пожилого человека, что произойдет, если сделать это со всеми клетками? Помоло­деет ли человек?

Чтобы продвинуться дальше в этом мыслительном эксперименте, нужно верить в запрограммированное старение. В то, что наш организм стареет по некой программе, развивающейся в процессе нашей жизни, и факторы Яманаки могут отыграть эту программу обратно.

Мы уже обсуждали, почему теоретически это кажется маловероятным. Но что говорит нам реальность?

Ученые создали мышей, в клетках которых можно включать и выключать четыре фактора Яманаки по своему желанию. Разумеется, постоянно включать их нельзя: это значительно повышает риск возникновения онкологического заболевания, которое называется тератома. При этом типе рака клетки словно начинают выращивать внутри организма еще один орган. По непонятной причине чаще всего при этом образуются зубы (да-да, опухоль с зубами).

Кроме того, клетки, чье развитие постоянно отыгрывают обратно, полностью теряют свою идентичность. Они словно превращаются в эмбрионы, так что организм не может сохранять свои органы, скелет и мускулатуру.

Если верить в запрограммированное старение, можно представить себе, что биологические часы человека вернутся на более раннюю точку его развития. Похоже, что в экспериментах на мышах это удается. Особи, у которых факторы Яманаки регулярно активируются, живут дольше, чем обычные, и лучше восстанавливаются после травм.

И сольются двое воедино