Intervista al biologo Vadim Gladyshev sulle cause dell'invecchiamento e sulle prospettive di prolungamento della vita
Il Laboratorio di Biologia dei Sistemi dell'Invecchiamento è stato aperto presso il N. N. Belozersk Moscow State University nel 2017 finanziato da una sovvenzione del governo della Federazione Russa. È guidato da un laureato dell'Università statale di Mosca, professore presso la Harvard School of Medicine Vadim Gladyshev. "Attic" gli ha chiesto perché stiamo invecchiando, cosa farne e cosa stanno facendo i suoi colleghi in Russia e negli Stati Uniti.
Ci sono alcuni concetti di invecchiamento. Diamo un'occhiata a questo processo prima a livello cellulare piccolo. Come definiresti una vecchia cella?
- Dal mio punto di vista, l'invecchiamento è l'accumulo di cambiamenti dannosi con l'età. Questo non è solo un danno molecolare, i cambiamenti possono essere diversi: potrebbe esserci una quantità eccessiva o insufficiente di alcuni componenti, o uno squilibrio cellulare o altri cambiamenti. Ad esempio, nella composizione del complesso proteico, una proteina è più del necessario e l'altra non è sufficiente. Questi cambiamenti si accumulano con l'età. Questo vale sia per la cellula che per l'organismo, poiché la maggior parte degli organismi unicellulari invecchiano così come gli organismi multicellulari, non c'è molta differenza. Ma in un organismo multicellulare è più difficile, perché diversi organi e diverse cellule all'interno degli organi invecchiano e in qualche modo interagiscono tra loro. Organi diversi possono invecchiare a velocità diverse, cellule diverse possono invecchiare a velocità diverse e si influenzano a vicenda.
C'è una sorta di confine con cui puoi distinguere una vecchia gabbia da una vecchia?
- No, è un processo così continuo. L'invecchiamento inizia effettivamente con la fecondazione. L'uovo è stato fecondato, è sorto un nuovo organismo e ha iniziato immediatamente ad invecchiare. È solo che c'è un'alta mortalità tra gli embrioni, quindi il danno non è ancora visibile sullo sfondo di tutto il resto. Questo in realtà si manifesta solo dopo nove anni, nel caso degli esseri umani, quando la mortalità inizia a salire con l'età.
Puoi individuare una delle cause principali dell'invecchiamento?
- Questo è il problema. Non è chiaro come fare un esperimento che rifletta la transizione dell'intero sistema al vecchio stato, e non alcune sue parti. Di solito prendono parte, ad esempio, a un gene o organello, e li guardano, cercando di capire l'invecchiamento. Ma questo non può riflettere pienamente il quadro dell'invecchiamento dell'intero organismo.
Video promozionale:
Quindi non possiamo prendere un singolo fattore e chiamarlo causa?
- Non c'è motivo principale per invecchiare. In linea di principio non può esistere. Immagina la seguente situazione: qualche fattore è diventato limitante. Eccolo: il motivo principale dell'invecchiamento, a causa di esso tutto diventa vecchio. Ci si può quindi aspettare che la selezione naturale si indebolisca per tutti gli altri componenti. Diciamo che c'è qualche altra proteina che funziona molto bene, non si scompone e funziona per tutta la vita. E una mutazione è nata in lui, è diventato un po 'peggio per questo. Ma non importa, non sarà eliminato dalla selezione, perché un altro motivo di invecchiamento è ancora limitante. Poi è nata una mutazione in un altro gene, in un terzo … Tutto andrà gradualmente peggiorando fino a quando non sarà sincronizzato con il fattore che è stato il fattore principale nel nostro inizio. Di conseguenza, ancora una volta, molti fattori agiranno insieme sull'invecchiamento e non ce ne sarà uno principale. Ma la sincronizzazione non sarà perfetta,e questo si manifesta in modo diverso nelle diverse specie. I topi, soprattutto quelli di laboratorio, spesso muoiono di alcuni tipi di cancro e gli esseri umani muoiono di malattie cardiache. Ciò accade perché la sincronizzazione dei processi di estinzione non è assoluta; c'è una diversa predisposizione alle malattie legate all'età.
In che modo inequivocabilmente l'invecchiamento delle cellule e l'invecchiamento dell'organismo sono collegati? Supponiamo di avere una talpa nuda che praticamente non invecchia. Allo stesso tempo, hai recentemente scritto che in essa sono stati trovati alcuni meccanismi di invecchiamento. Questo significa che le singole cellule sono soggette ad invecchiamento, ma lo stesso topo talpa non lo è?
- No, non è del tutto vero. Penso che anche lo scavatore stia invecchiando. Vive solo per molto tempo. E poiché i nostri danni si accumulano tutti insieme, è difficile trovare la causa principale. Ma a volte puoi manipolare qualche tipo di proteina di riferimento che influisce su molti altri processi. Diciamo che l'abbiamo rimosso: tutto è cambiato, il corpo è diventato diverso e ora invecchia in modo leggermente diverso e può invecchiare più a lungo. Così è con l'escavatore: invecchia più a lungo e invecchia così a lungo che è molto difficile notare questo processo.
Ma le singole cellule che invecchiano nel suo corpo si accumulano ancora?
- Sicuro. Ad esempio, ha i neuroni. Si formano durante lo sviluppo embrionale. Quindi non vengono sostituite, sono celle non rinnovabili. A volte accade qualcosa in loro, ad esempio, si è verificata una mutazione o qualche altro errore: il neurone è morto e non può essere sostituito in alcun modo. È passato del tempo: un altro neurone muore, un altro, un terzo. Si scopre che il corpo non può non invecchiare. Questo vale per qualsiasi mammifero.
Vladimir Skulachev e coautori hanno avanzato l'ipotesi che il topo talpa sia un topo neotenico (cioè uno in cui lo sviluppo è notevolmente rallentato, quindi gli individui iniziano a riprodursi durante l'infanzia - nota dell'autore), e un uomo è una scimmia neotenica. Pertanto, un topo talpa invecchia più lentamente di un topo e noi - più lentamente delle scimmie. Abbiamo dei meccanismi che ci consentono di invecchiare più lentamente?
- Questa è una domanda interessante. Abbiamo un progetto su questo argomento nel laboratorio di Mosca. Stiamo solo cercando di scoprire a livello dei processi evolutivi alcune caratteristiche comuni tra uomo e talpa rispetto ai loro parenti più stretti, che non sono neotenici. Al volo, i geni responsabili di questi processi non vengono trovati, ma stiamo ancora cercando.
C'è una possibilità che possiamo prendere in prestito qualche meccanismo di longevità dallo scavatore?
- Sì, questa è una delle idee principali del mio laboratorio. Vogliamo studiare organismi longevi, compreso il ratto talpa, e in qualche modo utilizzare i meccanismi che sono sorti in essi durante l'evoluzione. Ma per le persone questa non è una questione di domani, ovviamente, perché prima devi controllare i topi.
Diagramma della durata della vita comparativa di vari animali. [A] Durata massima della vita, presa in relazione alla massa di un adulto; [B] Esempi di specie longeve; [C] Posizione comparativa di alcune specie di mammiferi in relazione alla loro durata media di vita. Illustrazione di un articolo di Siming Ma, Vadim N. Gladyshev. Firme molecolari della longevità: approfondimenti da studi comparativi tra specie / seminari in biologia cellulare e dello sviluppo.
Quale delle strategie di estensione della vita pensi abbia maggiori possibilità nel prossimo futuro?
- Una tendenza sono semplici interventi come la restrizione calorica, sono già lì, possono essere testati. Attrarre meccanismi da organismi a lunga vita è una seconda tendenza a lungo termine, con il potenziale per cambiamenti più drastici nella durata della vita. I semplici interventi convenzionali nei topi prolungano la vita del 20-30% al massimo. Se trasferito a una persona - e molto probabilmente [tali interventi] non funzioneranno così bene per lui - si tratta di un aumento della [aspettativa di vita] di 10 o 20 anni, idealmente. E c'è una terza opzione - è completamente nuova, è stato pubblicato solo un articolo su questo argomento, ci sono ancora pochi dati qui - questo è il ringiovanimento in vivo, all'interno del corpo, quando i cosiddetti "fattori Yamanaka" possono essere espressi. Questi sono quattro fattori di trascrizione che consentono a una cellula di passare da uno stato adulto a uno stato embrionale. Questo lavoro è uscito un anno fa. Lì, gli scienziati hanno espresso questi quattro geni nei topi, alcune delle cellule sono passate in uno stato più giovane e il topo ha iniziato a vivere più a lungo. Ma il problema è questo: quando ringiovaniamo la cellula, aumentiamo notevolmente la probabilità di cancro. Pertanto, in quel lavoro, hanno imbrogliato un po ', o qualcosa: hanno fatto un esperimento su una linea di topi di breve durata, che non hanno avuto il tempo di sviluppare il cancro. Ma in linea di principio, questa è un'ottima idea. Puoi contemporaneamente ringiovanire e combattere il cancro, combinando queste strategie. Questa zona ha un grande potenziale. Ho sentito da diversi laboratori che sono attualmente in corso ricerche su questo argomento.aumentiamo notevolmente la probabilità di cancro. Pertanto, in quel lavoro, hanno imbrogliato un po ', o qualcosa: hanno fatto un esperimento su una linea di topi di breve durata, che non hanno avuto il tempo di sviluppare il cancro. Ma in linea di principio, questa è un'ottima idea. Puoi contemporaneamente ringiovanire e combattere il cancro, combinando queste strategie. Questa zona ha un grande potenziale. Ho sentito da diversi laboratori che sono attualmente in corso ricerche su questo argomento.aumentiamo notevolmente la probabilità di cancro. Pertanto, in quel lavoro, hanno imbrogliato un po ', o qualcosa: hanno fatto un esperimento su una linea di topi di breve durata, che non hanno avuto il tempo di sviluppare il cancro. Ma in linea di principio, questa è un'ottima idea. Puoi contemporaneamente ringiovanire e combattere il cancro, combinando queste strategie. Questa zona ha un grande potenziale. Ho sentito da diversi laboratori che sono attualmente in corso ricerche su questo argomento.
“Ma in questo caso, potremmo avere il problema di essere più lenti a imparare a combattere il cancro che a riprogrammare le cellule
- Perché, nel caso del cancro, negli ultimi anni sono stati compiuti anche notevoli progressi. I tumori sono ora sequenziati, per ogni tipo di cancro sono stati trovati i principali driver e per questi driver sono stati selezionati gli inibitori. In precedenza, il trattamento era semplice: chemioterapia o radio - e ciao, è lo stesso per tutti. E ora prendono il cancro, sequenziato e sanno già quale inibitore prendere, che agisce proprio sul gene che ha confuso. Questo è un livello completamente diverso.
Autore: Polina Loseva
