Dlaczego umieramy? Noblista o dążeniu do nieśmiertelności [FRAGMENT KSIĄŻKI]
Co nauka mówi nam o starzeniu się i dążeniu do nieśmiertelności? W swojej książce Dlaczego umieramy Venki Ramakrishnan bada różne stanowiska i podejścia.
Wydaje się, że już od zarania dziejów staramy się oswoić nasz strach przed śmiercią. Uciekamy do religii, wierzeń, przesądów. Wszystkie one mają odsunąć od nas nieprzyjemną wizję, że kiedyś pożegnamy się kolejno z młodością, sprawnością i życiem. W tym samym czasie naukowcy pracują nad rozwiązaniami, którem mają opóźnić ten proces. Ingerują w nasze komórki i geny, by oszukać choroby i mijający czas. Nadal jednak żadne rozwiązanie nie pomaga uciec przed nieubłaganym. Venki Ramakrishnan w książce Dlaczego umieramy przygląda się naszym staraniom i temu, jak wpływają na indywidualne postrzeganie własnej śmiertelności.
Przeczytajcie fragment, który przedrukowujemy dzięki uprzejmości Wydawnictwa PWN. Śródtytuły ze względów edytorskich uzupełniła redakcja.
Pamiętniki wampirów
Zanim zakończymy ten rozdział, przyjrzyjmy się jeszcze krwi. Większość z nas nie myśli o krwi jako o narządzie – tak jak o wątrobie, nerkach, sercu i mózgu. A być może powinniśmy tak właśnie ją postrzegać. Krążenie krwi jest pod wieloma względami jednym z najważniejszych systemów w organizmie. Dostarcza do narządów niezbędne składniki odżywcze, między innymi tlen i glukozę, a także usuwa z nich produkty przemiany materii. Umożliwia reakcję na hormony, wspomaga gojenie poprzez two rzenie struktur w miejscu urazów i zwalcza infekcje za pomocą komórek odpornościowych, które krążą w naszym krwiobiegu. Jeśli mamy starą, wadliwą krew – klonalną lub nie – mamy problem.
Lody z mleka matki wracają do sprzedaży. „Są słodkie, orzechowe i lekko słone”
Idea wiecznego życia dzięki piciu młodej krwi przewija się od dawna. Pamiętam, że byłem przerażony, gdy w wieku dziesięciu lat po raz pierwszy zobaczyłem film o Drakuli. Ale czy – jeśli pominąć transylwańskie mity i powieści gotyckie – możliwe jest zastąpienie starej krwi młodą?
To właśnie próbuje uzyskać się poprzez parabiozę – chirurgiczne zespolenie układów krążenia dwóch zwierząt. Najwcześniejsze eksperymenty sięgają epoki XIX-wiecznego francuskiego biologa Paula Berta, który interesował się raczej transplantacją tkanek niż starzeniem. Nie tylko połączył on ze sobą dwa szczury, ale – co zadziwiające – podobno zespolił szczura z kotem i z powodzeniem utrzymywał ten stan przez kilka miesięcy.
Dlaczego umieramy. Międzypokoleniowa wymiana
Dzielenie się krwią między dwoma różnymi osobnikami, nie mówiąc o różnych gatunkach, może być problematyczne nie tylko ze względu na ryzyko, że układ odpornościowy jednego lub obu zwierząt odrzuci przetoczoną krew z powodu jej niezgodności (dlatego krew dawcy i biorcy musi być dopasowana pod względem grupy), ale także ze względów psychologicznych. Clive McCay z Uniwersytetu Cornella w Ithace w stanie Nowy Jork powiedział: Jeśli dwa szczury nie są do siebie przystosowane, jeden będzie gryzł drugiego w głowę, aż go zagryzie. Obecnie stosuje się chów wsobny i dobiera zwierzęta w pary zgodne genetycznie, aby uniknąć konfliktów biochemicznych, a następnie są one socjalizowane przez kilka tygodni przed zespoleniem.
Pierwsze eksperymenty z zastosowaniem parabiozy dotyczyły takich kwestii, jak rola krwi w zaburzeniach metabolicznych, w tym otyłości. Naukowcy, na przykład McCay, przyglądali się wpływowi parabiozy na starzenie się już w latach 50. ubiegłego wieku. Jego zespół odkrył, że gdy starsze szczury były połączone z młodymi przez około rok, ich kości upodobniły się pod względem masy i gęstości do kości młodych przedstawicieli tego gatunku. Inne badania wykazały, że starsze osobniki z par stary–młody żyły od czterech do pięciu miesięcy dłużej niż normalnie, co przy dwuletnim okresie życia stanowi znaczące wydłużenie cyklu życiowego. Z jakiegoś powodu badań tych zaniechano latach 70.
Dziedzina ta została reanimowana na początku XXI wieku, kiedy Irina i Michael Conboyowie, małżonkowie pracujący w laboratorium Thomasa Randa na kalifornijskim Uniwersytecie Stanforda, ponownie zaczęli łączyć w pary stare i młode myszy. W ciągu pięciu tygodni młoda krew odnowiła komórki mięśni i wątroby u starszych osobników. Ich rany goiły się szybciej. Świeża krew sprawiła nawet, że futro gryzoni stało się bardziej lśniące. Z tego samego powodu młodszy partner w każdej z par miał tendencję do radzenia sobie gorzej niż zwykle; oczywiście w ramach wymiany otrzymywał starszą krew.
Rando i jego współpracownicy w opublikowanym w 2013 roku artykule pominęli fakt, że u starszych myszy zaobserwowali również zwiększony wzrost komórek mózgowych. Wiemy, że neurony w większości przypadków się nie regenerują. Jednak wyniki badań sprawiły, że jeden ze współpracowników Randa z Uniwersytetu Stanforda, neurobiologTony Wyss-Coray, zainteresował się kwestią wpływu parabiozy na mózg. Wykazał on, że stara krew może upośledzać pamięć u młodych zwierząt i odwrotnie, młoda krew może poprawiać pamięć osobników starszych. Zaobserwowano trzykrotny wzrost liczby nowych neuronów u starszych myszy. Z kolei młodsze gryzonie, które otrzymały starą krew od zespolonych ze sobą partnerów, wytworzyły znacznie mniej komórek nerwowych niż myszy młode pozostawione wolno.
Myszy i ludzie
Pod wpływem wielowiekowego mitu o wampirach raporty te pobudziły wyobraźnię ludzi. Do Randa i Wyssa-Coraya wydzwaniali dziennikarze i zwykli ludzie – niektóre z tych telefonów były podejrzane, a nawet przerażające. Pojawiały się doniesienia o bogatych staruszkach – zazwyczaj mężczyznach – którzy zaopatrywali się w młodą krew, by przedłużyć sobie życie.
Zaangażowani w badania naukowcy do swoich odkryć podchodzili ostrożnie. W artykule opublikowanym w 2013 roku wskazali, że nawet u wysoce wsobnych szczepów myszy i szczurów ryzyko wystąpienia choroby parabiozowej wynosiło aż 20–30 procent. Ponadto nie było oczywiste, czy wszystkie pozytywne efekty parabiozy można przypisać krwi; starsze zwierzę mogło również korzystać z lepiej funkcjonujących narządów młodszego partnera, takich jak wątroba i nerki. Aby to sprawdzić, Conboyowie przeprowadzili badanie, podczas którego wymienili krew pomiędzy dwoma niezespolonymi zwierzętami. Okazało się, że niekorzystny wpływ starej krwi był bardziej wyraźny niż pozytywny wpływ krwi młodej.
To ostrożne podejście nie powstrzymało wielu przedsiębiorstw przed próbą spieniężenia euforii – parły one naprzód, nie czekając na przeprowadzenie dokładnych badań na ludziach. Jedna z firm, Ambrosia, oferowała osocze krwi od dawców w wieku od szesnastu do dwudziestu pięciu lat w cenie 8000 dolarów za litr. Zaalarmowana amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) wydała ostrzeżenie, że terapia ta jest niesprawdzona i nie powinna być uważana za bezpieczną, a takżezdecydowanie zniechęciła konsumentów do stosowania jej poza badaniami klinicznymi objętymi odpowiednim nadzorem regulacyjnym. Ambrosia przestała oferować leczenie, ale na krótko: zajmujący się interesem ludzie wkrótce zaczęli ponownie wprowadzać terapię na rynek pod egidą nowej, krótko istniejącej firmy o nazwie Ivy Plasma, po czym powrócono do pierwotnej nazwy.
Jesse Karmazin, dyrektor generalny firmy Ambrosia, powiedział: Nasi pacjenci chcą tego leczenia. Jest ono dostępne już teraz. Testy są bardzo drogie i trwają bardzo długo. Większość poważnych naukowców, między innymi autorzy wspomnianych odkryć, uważają, że oferowanie tego rodzaju terapii ludziom jest przedwczesne i potencjalnie niebezpieczne.
Dlaczego umieramy. Druga strona wymiany
Początkowe odkrycia Thomasa Randa, poza tym całym szumem medialnym, zapoczątkowały szeroko zakrojone poszukiwania określonych czynników białkowych we krwi, które mogłyby mieć związek ze starzeniem się. Teoretycznie w młodej krwi mogą znajdować się czynniki stymulujące wzrost i poprawiające funkcjonowanie organizmu; z tego samego powodu stara krew może zawierać substancje, które pogarszają sytuację. Wyss-Coray i jego współpracownicy wykazali, że jedno i drugie jest prawdą. Jak opisali w opublikowanym w czasopiśmie Nature artykule z 2017 roku, białka osocza pępowinowego poprawiły działanie hipokampu – części mózgu kluczowej dla tworzenia pamięci epizodycznej i przestrzennej. Jeśli chodzi o starą krew, udało im się znaleźć białko, które upośledzało aktywność hipokampu; zablokowanie go łagodziło część negatywnych skutków.
Oczywiście w eksperymentach dotyczących parabiozy młoda krew wpływała na poprawę funkcjonowania wielu narządów, nie tylko mózgu. Amy Wagers z Uniwersytetu Harvarda, która była członkinią pierwszego zespołu Randa w Stanfordzie, przeanalizowała setki lub tysiące czynników białkowych we krwi, aby wskazać te, które są bardziej rozpowszechnione w starej lub młodej krwi. U młodych myszy występował obficie czynnik o nazwie GDF11, nieobecny u starych, który mógł odmładzać tkankę serca. Działał on jednak nie tylko na ten narząd. Wagers i jej współpracownicy wykazali, że czynnik ten cofa związane z wiekiem pogorszenie jakości tkanki mięśniowej poprzez ożywienie komórek macierzystych w starych mięśniach, dzięki czemu stawały się silniejsze. W drugim badaniu, wraz z kolegą z Harvardu Lee Rubinem, wykazali, że czynnik ten pobudza wzrost naczyń krwionośnych i neuronów węchowych w mózgu.
Co z młodymi myszami?
Liczba komórek macierzystych może się zmniejszać z wiekiem, działać gorzej, ale niektóre czynniki krwi wpływają na ich reaktywację. Ale co ze starą krwią, która pogarsza stan młodych myszy? Niedawne badanie przeprowadzone przez Conboyów i Judith Campisi, inną czołową badaczkę procesów starzenia się, wykazało, że traktowanie młodych myszy starą krwią szybko zwiększyło liczbę starzejących się komórek w ich układzie krążenia. Oznacza to, że starzenie się jest nie tylko reakcją na stres i uszkodzenia wywołane środowiskiem; nie jest też czymś, co po prostu zachodzi z czasem. Proces ten można również szybko wywołać. Natomiast usunięcie starzejących się komórek odwracało niektóre szkodliwe skutki starej krwi, jakie wywierała na wiele tkanek.
Krew nie musi wcale pochodzić od młodych zwierząt, by mogła przynieść korzyści. W rozdziale 8 widzieliśmy, że ćwiczenia fizyczne wywierają realny wpływ na wiele aspektów naszego metabolizmu, między innymi na wrażliwość na insulinę i biologię mitochondriów. Okazuje się, że krew od dorosłych myszy, które wcześniej zostały poddane programowi ćwiczeń, może poprawić funkcje poznawcze i regenerację tkanki neuronalnej. Rando i Wyss-Coray wykazali, że ćwiczenia mogą również odmładzać komórki macierzyste mięśni. Korzystając z nowego sposobu pomiaru efektu opartego na tym, które mRNA są wytwarzane w różnych tkankach, wykazali, że skutki zastosowania młodej krwi i krwi osobników poddawanych ćwiczeniom nie są jednakowe.
Parabioza od młodych zwierząt zmniejszyła aktywność genów wywołujących stan zapalny, natomiast krew zwierząt, które miały zapewniony ruch, wzmacniała aktywność genów, które zanikają z wiekiem. Obie stymulowały wzrost tkanki mózgowej, jednak każda stymulowała odmienne typy komórek.
Imprezowanie w imię nauki. Supertask zbada na swoich setach psychologię tłumu
Przyszłość prac nad krwią
Identyfikacja czynników starzenia we krwi i zrozumienie ich działania stanowią obecnie główny obszar badań. Naukowcy mają nadzieję, że pewnego dnia możliwe będzie podanie substancji zawierającej jedynie kilka czynników o potwierdzonym działaniu przeciwstarzeniowym. Nadzieja ta nie tylko popycha do kontynuowania badań podstawowych, doprowadziła także do powstania wielu firm biotechnologicznych, także tych założonych przez niektórych pionierów w tej dziedzinie.
Nauka dąży do tego, żeby dokładnie określić, która kombinacja czynników krwi jest najbardziej korzystna, ale niektórzy miliarderzy nie chcą czekać. Podobnie jak Drakulę przyciąga ich urok młodej krwi. Na przykład Bryan Johnson, potentat technologiczny w średnim wieku, który jest właścicielem firmy Braintree Payment Solutions, wydaje rocznie dwa miliony dolarów na kurację przeciwstarzeniową, która obejmuje dwa tuziny suplementów, ścisłą dietę wegańską i jak przystało na technologa, mnóstwo danych, między innymi ponad trzydzieści trzy tysiące zdjęć jego jelit. Miliarder udał się do Resurgence Wellness, teksańskiej firmy, która przedstawia się jako kompleksowa klinika zdrowia i odnowy biologicznej. Tam przetoczono mu krew od jego siedemnastoletniego syna, Talmage’a, a on z kolei oddał krew swojemu ojcu w ramach serii wielopokoleniowej wymiany, co nadaje nowe znaczenie sformułowaniu, że wszystko zostaje w rodzinie.
Johnson zaprzestał transfuzji od syna, ponieważ nie zaobserwował żadnych korzyści, nadal jednak uważał, że aplikacja młodego osocza może być korzystna dla biologicznie starszych populacji lub w przypadku niektórych schorzeń.
