Профессор Питер Лансдорп рассказал о том, почему одни клетки умирают, а другие живут вечно, как эволюция встроила в нас ограничение продолжительности жизни и как ведется сотрудничество с проектом «Сколково».
— Как получилось, что в Гронингене появился один из мировых центров изучения старения?
— Это долгая история. Университет Гронингена еще несколько десятков лет назад принял решение активно работать над проблемами старения, в том числе над здоровым старением. Это было стратегическое решение — университет выбирал, какие типы исследования сделать своей визитной карточкой. И это был очень правильный выбор, который сейчас приносит плоды.
— Что представляют собой ваши исследования?
— Исследования, которыми занимаюсь я, посвящены изучению старения на молекулярном уровне. Дело в том, что старение — это очень сложный, комплексный процесс. Когда я был еще очень молодым ученым, я активно интересовался иммунологией и стволовыми клетками. Я провел много времени, выделяя из костного мозга стволовые клетки, которые дают начало различным клеткам крови. В какой-то момент обнаружилось, что характеристики стволовых клеток, выделенных из костного мозга, меняются с течением времени, в процессе развития организма — старые стволовые клетки не идентичны молодым.
— То есть стволовые клетки тоже стареют?
— Да, и для нас это было неожиданностью. Потому что предполагалось, что стволовые клетки умеют восстанавливаться и что они могут репродуцироваться, не страдая от изменений. А тут выяснилось, что в процессе деления их способности к дальнейшему делению меняются. Вторая неожиданность заключалась в том, что мы обнаружили: после каждого деления клетки ее хромосомы становятся короче. Оказалось, что внутри клетки есть этакие часы, которые тикают и ограничивают количество ее делений.
— Это то, что сегодня является базисом для большинства исследований старения?
— Скажем так: для многих. Это важный аспект старения, необходимый для понимания механизмов работы кроветворных стволовых клеток или для исследований иммунной системы. Мы знаем, например, что, когда люди стареют, их иммунная система часто начинает давать сбои. Сегодня мы полагаем, что одна из причин — сокращение длины хромосом в кровяных тельцах, ответственных за работу иммунной системы. В любом случае это были очень интересные исследования.
— И вас пригласили вернуться из Канады, где вы ими занимались, в Нидерланды, чтобы продолжить работу здесь?
— Да, это был шанс, от которого невозможно было отказаться. Хотя было жаль покидать Ванкувер, но смотрите: здесь у нас открывается новый центр, мы нанимаем персонал, это очень большой активный проект. Официальное открытие нашего центра состоится только осенью. В этом мы похожи на Сколтех, где тоже еще не завершено строительство здания.
— Вы работает совместно со Сколтехом. В чем именно заключается это сотрудничество?
— В Сколтехе сейчас создается центр изучения стволовых клеток, и мы сотрудничаем с ними в образовательных проектах. Их студенты могут приезжать к нам, мы отправляем наших ученых в Москву. Мы также помогаем Сколтеху в обустройстве лабораторий, содействуем участию студентов в международных проектах. Для нас интерес заключается в подборе одаренных студентов и вовлечении их в международные проекты. Вы же знаете нас, ученых: для нас очень важны международные связи, обмен идеями. Если вдруг появляются деньги на исследование, на создание международных центров сотрудничества — это всегда крайне интересно.
— Сколько студентов из России вы ожидаете в следующем году?
— Пока центр только строится, но я полагаю, что каждый год, начиная с сентября, в центры, сотрудничающие со Сколтехом, будет приезжать около 20 студентов, изучающих вопросы старения. Мне кажется, это отличная идея — создать университет, не просто наняв постоянный состав профессоров, а привлекая другие университеты к проектному сотрудничеству. Сам договор о сотрудничестве был подписан во время визита Владимира Путина в Нидерланды. И центр исследования стволовых клеток — это один из пятнадцати центров, которые предлагается создать.
— Если вернуться от организационных проблем к научным: что было крупнейшим открытием в области изучения старения в последние годы — и что может стать следующим прорывом?
— Сейчас уже совершенно ясно, что, если вы сокращаете потребление организмом калорий — это касается и животных, и людей, — то вы увеличиваете продолжительность жизни. То есть имеется четкая обратная зависимость между количеством потребленных калорий и продолжительностью жизни. Активный метаболизм вызывает старение.
— То есть диета — дело хорошее?
— В лаборатории — однозначно. Если вы кормите животных не так обильно, как им хотелось бы, если вы держите их на диете, то они живут дольше и показывают лучшие результаты в любых тестах, в том числе в тестах на интеллект. Разумеется, встает вопрос: а как это работает? Почему сокращение объема пищи увеличивает продолжительность жизни? Мы полагаем, дело в том, что в условиях диеты пища начинает перерабатываться более эффективно и в итоге ДНК получает меньше повреждений при воспроизведении. Именно поэтому полезен спорт — поскольку организм учится более эффективно сжигать топливо. Но, конечно, было бы крайне интересно изучить этот механизм детально.
— Вернусь к своему вопросу: что могло бы стать следующим сопоставимым по значимости открытием?
— Новый прорыв может случиться в самых разных направлениях исследований. Например, сейчас очень активно изучаются механизмы регенерации червей. Вы можете разрезать их пополам — и они восстанавливаются. За этот процесс ответственны стволовые клетки, они каким-то образом получают сигнал, что отсутствует часть тела, и начинают делиться и восстанавливать ее. Тот же процесс мы видим у ящериц. Встает вопрос: почему животные могут это делать, а люди — нет? Да, мы видим, что даже в стволовых клетках человека имеются «тикающие часы», которые ограничивают продолжительность их жизни. Но этих часов нет в клетках, ответственных за формирование сперматозоидов, например. Видимо, в биологии есть разница между клетками, ответственными за продолжение жизни вида, и клетками, отвечающими за жизнь конкретного организма. Проблема в том, что для биологии, для эволюции жизнь организма не так важна. Эволюции наплевать на конкретного человека или на животное, она заботится о молекулах, о ДНК, которые должны выживать. Но нам, для того чтобы продлить жизнь человека, надо понять, как работают эти механизмы. Вообще, есть масса загадок, которые нам предстоит разгадать, ведь только сейчас у нас появились инструменты для разгадывания многих головоломок.
— Какую роль в старении и в поломках ДНК играет окружающая среда?
— Поломки ДНК и накопление этих поломок — естественный процесс. Сама жизнь приводит к тому, что в ДНК накапливаются поломки. Чем активнее ваш метаболизм, тем больше повреждений накапливается в воспроизводимой ДНК. Разумеется, серьезный урон наносит радиация — как естественная, так и возникающая от деятельности человека. Определенное химическое воздействие может сильно повредить ДНК. Вопрос в том, где именно происходит поломка. Каждый раз клетка вынуждена выбирать — умирать или продолжать жить поврежденной и, возможно, накапливать новые ошибки. В клетках имеются механизмы восстановления ДНК, без этого их жизнь невозможна, однако каждый раз встает вопрос, стоят ли эти восстановительные работы усилий. Я повторю: с точки зрения эволюции носитель генетического материала, ДНК, должен только передать ее дальше, а сам он вполне может умереть.
— Какая загадка для вас самая интригующая?
— Смотрите, в хромосомах работают энзимы, поддерживающие целостность окончаний хромосом. Эти ферменты отвечают за то, чтобы концы хромосом не становились короче. В так называемых первичных половых клетках, гоноцитах, которые ответственны за производство сперматозоидов и яйцеклеток, эти энзимы всегда имеются в достатке, и хромосомы имеют постоянную длину, поэтому эти клетки практически бессмертны. Но у соматических клеток, то есть у всех остальных взрослых клеток организма, уровень этих энзимов недостаточно высок, и они не могут поддерживать хромосомы в нужном состоянии, хотя и продолжают частично защищать их. Мне крайне интересно, как регулируется количество этих энзимов. Потому что, если мы сможем управлять ими, это откроет фантастические перспективы. Мне очень хочется узнать, почему этот энзим не работает с хромосомами в соматических клетках, хотя он отлично работает в гоноцитах.
— Часто можно услышать, что старение и смерть — это естественный процесс, который защищает нас от болезней. Например, что увеличение продолжительности жизни приводит к резкому росту раковых заболеваний.
— Ну, некоторые люди живут очень долго. Разумеется, мы можем сказать, что сокращение длины хромосом — это в каком-то смысле защитный механизм от неограниченного деления клеток, что, в свою очередь, может быть рассмотрено как механизм защиты от рака. Если убрать этот тормоз, то да, для клеток будет открыт более легкий путь превращения в раковые. Клетки будут бессмертны на клеточном уровне, но организм может умереть от рака. Однако мы не склонны сегодня рассматривать связь между раком и возрастом как прямую связь. Здесь все сложнее.
— Однако долгая жизнь не означает жизнь здоровую и активную.
— Только если для отдельных везунчиков. Конечно, есть риск, что с возрастом клетки накапливают ошибки, возникшие при делении. Однако сегодня мы можем смотреть на уровне каждой клетки, какие ошибки в ней накопились. Раньше это было невозможно. Вообще, сейчас вопросы изучения старения приобретают огромное экономическое значение. Начинает стареть многочисленное поколение беби-бумеров. В США и Канаде до половины ВВП может начать уходить на медицинские цели. Поэтому сегодня нам более важно, чем когда бы то ни было, инвестировать хотя бы часть этих денег в изучение старения, чтобы понять, с чем именно мы имеем дело. Возможно, если мы углубимся в предмет, мы сможем разрабатывать индивидуальные стратегии диет, помогающие тем или иным людям справиться со старением, увеличить продолжительность производительной жизни.
— Извините за несколько циничный вопрос: насколько вообще экономически оправдана попытка продлить жизнь человека, если каждый дополнительный год жизни означает резкий рост расходов на медицину?
— Я не экономист, мне куда важнее ценность человеческой жизни. Возможно, для кого-то из экономистов самым оптимальным решением было бы, если бы люди вообще не жили. Это вопрос о том, какой именно параметр для вас ключевой. Я убежден, что человечество движется жаждой познания. А изучение старения — это одни из самых фундаментальных медицинских исследований. Я уверен, что, если мы получим благодаря исследованиям возможность продлить активную фазу жизни, — это будет здорово. Люди будут жить, возможно, не намного дольше, но активная фаза их жизни будет значительно более долгой. Самый большой вклад в рост продолжительности жизни внесли гигиенические меры вроде централизованного водоснабжения, а также антибиотики. Это был мгновенный и фантастический рост продолжительности жизни. Однако до сих пор продолжительность жизни медленно увеличивается, растет и продолжительность активной жизни. Если тренд сохранится, то средняя продолжительность жизни вряд ли превысит 100 лет, хотя будут и дальше встречаться индивидуумы, доживающие до 110 или 120 лет. Что касается активного периода жизни, думаю, он в среднем будет продолжаться до семидесяти с чем-то лет, хотя и тут все будет зависеть от индивида. Но я бы не стал уделять излишнее внимание таким прогнозам — пока все это похоже на гадание.
