Известным способом замедления процесса старения является пищевое ограничение, однако результаты нового исследования, проведенного в Институте Лайнуса Полинга (Pauling Institute) при Университете Штата Орегон (Oregon State University, США ), помогают объяснить действие лекарственного препарата рапамицин, вероятно, воспроизводящего этот процесс.
Рапамицин - антибиотик и иммуносупрессор, одобренный к использованию более 15 лет назад, вызвавший большой интерес в связи с его потенциальной способностью, по меньшей мере, в лабораторных тестах на животных, увеличивать продолжительность жизни и состояние здоровья животных.
Однако этот препарат обладает некоторыми недостатками, к которым относится увеличение устойчивости к инсулину, способное привести к диабету. Новые данные, опубликованные в Journals of Gerontology: Biological Sciences, позволяют объяснить механизм действия препарата и возможности решения проблем, возникающих при его применении.
Авторы предполагают, что комбинированное применение рапамицина и препарата для сбалансирования увеличения устойчивости к инсулину может принести пользу без проявления нежелательных побочных эффектов.
«Это станет важным преимуществом, если поможет найти путь к получению очевидной пользы от рапамицина без увеличения устойчивости к инсулину» , - говорит Вивиана Перез (Viviana Perez), доцент кафедры биохимии и биофизики (Department of Biochemistry and Biophysics) Колледжа Наук при Университете Штата Орегон (OSU College of Science).
«Препарат может не только открыть дорогу к увеличению продолжительности жизни, но и помочь справиться с некоторыми болезнями старения и повысить общее состояние здоровья. Мы должны найти подход не только к увеличению продолжительности жизни, но и повышению ее качества» , - рассказывает Перез.
К болезням старения относится множество дегенеративных процессов, от которых страдают миллиарды людей по всему миру, и которые являются основными причинами смертности: сердечно-сосудистые заболевания, сахарный диабет, болезнь Альцгеймера и рак.
У лабораторных мышей, получавших рапамицин, было отмечено снижение возрастных нарушений спонтанной активности, продемонстрированы хорошая физическая форма, лучшие умственные способности и здоровье сердечно-сосудистой системы, меньшее число онкологических заболеваний, а также значительно большая продолжительность жизни, чем у мышей, находившихся на обычной диете.
Рапамицин, впервые выделенный как продукт метаболизма бактерии Streptomyces hygroscopicus из почвенного образца с острова Пасхи (Rapa Nui, Полинезия), ранее использовался в качестве иммуносупрессора для предотвращения отторжения тканей и органов. В последние годы также было отмечено, что он может действовать как метаболический «связист», ингибирующий биологические пути, описанные практически во всех живых формах, за счет способности «чувствовать», когда пища потреблена, энергия доступна, и ее достаточно для пролиферации клеток, синтеза белков и роста.
Названный mTOR, от «мишень млекопитающих для рапамицина» (mammalian target of rapamycin), путь имеет особенное эволюционное значение - помогает организмам избегать избыточной экспансии клеток и роста, когда источники энергии ограничены. Это позволяет объяснить, почему некоторые формы пути сохранились у множества видов, от дрожжей до рыб и человека.
«Пищевое ограничение является одним из нескольких вмешательств, ингибирующих путь mTOR , - рассказывает Перез, - Ограниченная диета у лабораторных животных позволила выявить увеличение их продолжительности жизни на 25-30%. Группы людей, потребляющие меньше калорий, как, например, в Азиатских культурах, также живут дольше» .
Другим способом активации этого пути, помимо ограничения потребления пищи, является рапамицин, вероятно, вносящий значительный вклад даже при применении на поздних этапах жизни. Несколько клинических испытаний на человеке уже исследуют эту возможность.
Тем не менее, значительным побочным эффектом от длительного применения рапамицина является рост устойчивости к инсулину, наблюдаемый как у людей, так и у лабораторных животных. В результате нового исследования были установлены причины этого явления. Согласно полученным данным, как ограничение диеты, так и рапамицин, ингибируют синтез липидов, однако только ограничение диеты повышает окисление таких липидов для выработки энергии. Рапамицин, напротив, способствует синтезу жирных кислот и, таким образом, повышает устойчивость к инсулину, что может привести к развитию сахарного диабета. Однако препарат метформин может решить эту проблему и уже назначается некоторым диабетикам для увеличения окисления липидов. В лабораторных тестах комбинированное использование рапамицина и метформина предотвращало этот нежелательный побочный эффект.
«Если доказательства верны, то комбинированное применение метформина и рапамицина для лечения болезней старения может стать решением проблемы» , - пишут исследователи в заключении.
«Многое еще предстоит сделать, и невозможно в реальности ожидать на человеке тех же результатов, каких мы смогли достичь на лабораторных животных. Люди не живут в клетках и не находятся на одной определенной диете. Тем не менее, потенциал исследования впечатляет» , - комментирует Перез.
Работа выполнена при финансовой поддержке Национальных Институтов Здоровья (National Institutes of Health, США).
