Интервью | Добрил Иванов, генетика и биоинформатика: снижение калорий в рационе может замедлить старение

Доктор Добрил Иванов

Старение всегда было одной из самых больших проблем людей и всегда искало решения как «источник молодости». Наука ближе, чем когда-либо прежде, но проблема долголетия и здорового образа жизни становится все более и более важной для современных людей - в качестве контрапункта культуры устаревшей жизни перед компьютерами, постоянным стрессом, полуфабрикатами и фаст-фудом.

«Дневник» рассказывает об этих вопросах с биономической информацией доктора Добрила Иванова. Он является исследователем в Европейском институте биоинформатики в Кембридже, где изучает роль и причины патогенных молекулярных и клеточных изменений, которые приводят к старению. Он имеет степень магистра в области генетики и молекулярной биологии в Софийском университете и Медицинской академии. В 2007 году он выиграл конкурс, а затем защитил докторскую степень по биоинформатике в Кардиффском университете, Уэльс, составив сравнительный анализ приобретенных и унаследованных мутаций в 17 генах-супрессорах опухолей человека. Затем он работал ученым в области биоинформатики и статистической генетики в Кардиффском университете, пока не начал работать в престижном Европейском институте биоинформатики.

Доктор Добриль Иванов анализирует биологические данные, используя математические, статистические и компьютерные модели, связанные со старением в целом, используя модельные организмы, такие как дропозофилл (плодовая муха). В сотрудничестве с Университетским колледжем в Лондоне и Институтом биологии старения Макса Планка он пытается раскрыть механизмы, с помощью которых можно продлить продолжительность человеческой жизни, а также период, когда человек здоров и полон жизни. Недавно команда наметила одно из своих значительных открытий в этом направлении - прием лития в малых дозах может продлить жизнь на 16% или более 12 лет ,

Доктор Иванов, как вы объясняете старение стареющих людей и их вечный поиск «весны молодости»?

«Я не уверен, что люди беспокоятся о старении или о последствиях, которые оно вызывает. Таковы снижение физических и умственных способностей и болезни старения - сердечно-сосудистые, рак, старческое слабоумие, болезнь Альцгеймера и многие другие. Генетические, эпидемиологические и другие научные исследования показали, что старение является одним из основных факторов, влияющих на ряд заболеваний.

В последние годы, возможно, были внесены изменения, или я так хочу, в центральную парадигму лечения различных видов заболеваний. Если старение является важным фактором для этих заболеваний, можем ли мы напрямую влиять на процесс старения и привести к полному изменению или устранению сопутствующих заболеваний. Для реализации этого подхода нам необходимо знать молекулярные механизмы, вызывающие старение.

В этом смысле, возможно, человечество в целом должно уделять внимание и заботиться о пожилых людях. Тем не менее, старики, и в особенности долголетие, являются ключом, который поможет раскрыть эти секреты.

Из различных научных исследований мы знаем, что потомки долгоживущих людей с большей вероятностью будут жить дольше. Трудно сказать, связано ли это с окружающей средой, в которой живут эти люди, или с определенными генетическими генетическими элементами (изменениями в генетическом коде, такими как мутации и т. Д.). Небольшое количество эпидемиологических исследований показало, что различные наследственные генетические элементы оказывают влияние на ожидаемую продолжительность жизни примерно на 25-30%, и этот процент увеличивается в результате старения.

Каковы худшие и самые неизбежные черты старения? Есть ли что-то универсальное в старости, или это происходит индивидуально с разными людьми?

- Большинство исследований относится к среднестатистическому человеку, и у разных людей наблюдается некоторое разнообразие старения. Чтобы сделать такое сравнение, мы должны иметь относительно независимый метод измерения старения. Хронологический возраст является одной из таких единиц измерения, но он не дает достаточно информации о том, являются ли некоторые процессы или старение у некоторых людей медленнее или быстрее.

В последние несколько лет профессор Стив Хорват из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе создал метод, позволяющий точно определять возраст людей и основанный на расшифровке метилирования только в 353 динуклеотидах ДНК. Фактически, этот метод скорее показывает биологический возраст, чем хронологический. Разработка таких методов может вскоре показать, стареют ли люди медленнее, чем другие, или просто живут дольше.

Когда я говорю о старении, меня часто спрашивают, имеет ли смысл продлевать жизнь людей, если это приведет к увеличению периода слабости или лет, в которые мы болеем. В этом смысле проф. Джеймс Фрайс выдвинул интересную гипотезу, которая впоследствии была подтверждена эпидемиологическими исследованиями о том, что с постепенным увеличением продолжительности жизни будет происходить сжатие заболеваемости, т.е. люди пострадают короче и в основном в конце своей жизни. Поэтому, если мы влияем на старение, мы можем продлить годы с хорошим качеством жизни.

Каково ваше исследование? Каковы наиболее важные открытия и выводы о старости, которые вы достигли до сих пор?

- Я надеюсь, что мои научные достижения еще впереди. На самом деле, я чувствую себя весьма привилегированным - я делаю то, с чем всегда хотел работать, у меня была возможность получить хорошее образование и поддержку своей семьи. Я всегда мечтал заниматься биологией старения - с детства. В то время не было много информации, или, скорее, не было достаточно биологических механизмов, исследующих, почему мы стареем.

Я начинал как молекулярный биолог, работающий в генетической лаборатории. Но со временем сгенерированные нами данные стали многократно увеличиваться, и специалисты начали искать их, чтобы обработать эти данные и найти в них биологический смысл. Вот почему я сейчас работаю в области биоинформатики в Европейском институте биоинформатики в Кембридже. По сути, мы пытаемся раскрыть механизмы, посредством которых происходит старение, которое может не только продлить жизнь, но и продлить период, в течение которого мы здоровы.

Для своих исследований я использую модельные организмы, такие как плодовые мухи. Хотя дросфолы считаются «простыми» организмами, они являются очень хорошей моделью для определения того, как работают различные биологические процессы. Большая часть наших знаний о различных биологических процессах приходит из экспериментов с этими маленькими мухами. У них очень хорошо дифференцированные органы, и с точки зрения эволюции многие биологические и биохимические процессы, происходящие у людей, очень похожи на дросфолы, и, кроме того, у них одинаковое количество генов, многие из которых имеют сходные функции.

Над чем ты сейчас работаешь?

«В настоящее время я разрабатываю метод, с помощью которого мы можем разложить отдельные компоненты рубца тела, связанные со старением, фактически не делая этого в лабораторных условиях. Он основан на использовании изменений РНК отдельных генов в клетках. Идея состоит в том, чтобы использовать статистические модели и с определенной долей уверенности прогнозировать наличие каких-либо специфических фенотипических характеристик, связанных со старением.

Существует ряд научных исследований, которые показывают, что некоторые из этих характеристик, такие как устойчивость к различным типам стресса, включая окислительный стресс, репродуктивные способности, устойчивость к голоданию и т. Д., Влияют на старение. Этот метод может быть применен не только к старению, но и к различным типам заболеваний и может дать нам лучшее представление о молекулярных механизмах, ответственных за эти процессы.

Как далеко наука идет в поисках «весны молодости»? Существует ли оно вообще?

- Наука в области старения развивается быстрыми темпами. До недавнего времени старение было слишком сложным явлением, и на него было чрезвычайно трудно влиять. Удивительно, но вряд ли изменение отдельных генов в модельных организмах приводит к увеличению их продолжительности жизни с 50% до примерно 100%. Речь идет не об одном или двух генах, а о множестве разных молекулярных путей, ответственных за разные биологические процессы.

В некоторых из этих случаев мы в некоторой степени знаем, как именно это происходит. По крайней мере, у дропософилов и у других модельных организмов существуют два биологических пути, которые контролируют поток питательных веществ и играют важную роль в старении. Тот факт, что модификация генов в этих биологических и биохимических путях влияет одинаково или, по крайней мере, очень похоже на старение в отдельных изученных организмах, показывает, что эффект этих генов, вероятно, будет эволюционно сохранен и у людей.

Из исследований модельных организмов мы знаем, что сокращение потребления калорий, а также соотношение аминокислот в рационе замедляет процессы старения и способствует здоровой жизни. Сокращение потребления калорий благоприятствует почти всем протестированным модельным организмам. Речь идет не о диете или голодании, но не о том, чтобы потреблять больше калорий, чем нужно организму, и получать из разнообразных продуктов.

С другой стороны, наши последние исследования показали, что препарат, широко используемый для лечения биполярного расстройства - хлорид лития, увеличивает не только продолжительность жизни дросфилов, но и их здоровую жизнь. Открытие было опубликовано в апреле этого года в престижном журнале Cell Reports. Мало того, мы также смогли показать биологический механизм, с помощью которого это делается. Кроме того, большая выборка населения Японии показывает, что концентрация лития в питьевой воде снижает смертность от всех типов факторов риска.

В Соединенных Штатах в настоящее время проводится новое клиническое исследование с метформином, лекарством, используемым при сахарном диабете типа 2. Метформин продлевает жизнь модельных организмов, таких как круглые черви, крысы и мыши. Что касается рапамицина, другого препарата, который используется для подавления иммунной системы при трансплантации органов, также было показано, что он продлевает жизнь ряда модельных организмов. Это лишь малая часть многих великих достижений, достигнутых наукой о старении за последние годы.

Конечно, лекарства, которые я перечислил, нельзя принимать без рецепта и без необходимости. Пока что эти препараты были протестированы только на модельных организмах, и мы не знаем, влияют ли они на человека. Некоторые из них также имеют весьма негативные побочные эффекты.

Есть ли «весна молодости»? Это непревзойденный ответ. До сих пор исследования показали, что старение является сложной проблемой, и вряд ли найдется хоть одна «весна молодости», поскольку на это влияет множество факторов. Но если мы посмотрим на исторический, скажем, в начале прошлого века, люди довольно часто умирали от инфекционных заболеваний и не обладали достаточными знаниями для решения этой проблемы, но с открытием антибиотиков эти проблемы в некоторой степени решить.

Итак, в науке происходят большие успехи, и хотя я не вижу, как можно найти «источник молодости», это не значит, что его не существует. Даже с таким большим количеством модельных организмов, таких как дрозофила, около 1/3 всех генов еще не имеют известной функции. Это маловероятно, но возможно, что существуют гены или другие генетические элементы, которые важны для старения и которые дадут новый импульс.

Как вы думаете, более экстремальные теории (например, Обре де Грей), что с помощью генетических модификаций или других технологических решений люди скоро смогут жить больше, чем сейчас или даже навсегда?

«Я очень уважаю доктора Де Грей. Хотя многим это может показаться экстравагантным, оно в определенной степени популяризирует науку о старении. Я придерживаюсь мнения, что иногда нужно смотреть за пределы того, что достижимо в данный момент, и быть открытым для других идей. Это единственный способ добиться прогресса. Тем не менее, если бы мы все занимались одним и тем же, не было бы большого прогресса в науке или медицине.

Зная молекулярные механизмы, посредством которых происходит старение, это выявит множество механизмов, с помощью которых оно может действовать. Может ли это быть с наркотиками, пищевыми добавками или генетическими манипуляциями, влияние на молекулярном или клеточном уровне очень похоже или одинаково. Как я уже упоминал, наука движется очень быстрыми темпами.

Является ли здоровая жизнь в целом необходимостью для долголетия и старости, или есть другие важные факторы? Как вы думаете, рецепт?

- В настоящее время здоровый образ жизни является отличной предпосылкой для более долгой и здоровой жизни в старости. Избегать различных видов стресса, больше заниматься спортом, избегать сигарет, меньше употреблять алкоголь, принимать разнообразные продукты, избегать предварительно приготовленных продуктов и принимать менее простые сахара - это то, что может помочь в долгой жизни.

Возможно, одно из наиболее интересных недавних открытий в области старения заключается в том, что потребление меньшего количества калорий в целом благоприятствует организму (в основном исследования проводятся на модельных организмах, но есть некоторые свидетельства того, что это благоприятствует людям). Опять же, я повторяю, что речь идет не о диетах или голодании, а о том, чтобы не потреблять больше калорий, чем необходимо, а также из более разнообразной диеты.

Для пожилых людей очень важно поддерживать вес более надолго. Это легко сказать, но сложнее реализовать. Люди любят есть. Многие ученые в настоящее время работают над поиском лекарств или добавок, которые имитируют полезный эффект снижения калорий.

С другой стороны, многовековые исследования показывают, что не все из них ведут абсолютно здоровый образ жизни. Генетические исследования показывают, что в значительной степени долгожители живут в пожилом возрасте из-за нехватки генетических элементов, которые увеличивают риск различных заболеваний, но также могут легче справляться с различными заболеваниями.

Другой вопрос заключается в том, смогут ли эти немногие прожить еще более глубокую старость, если они будут вести более здоровый образ жизни.

Похожие

Комментарии