30
Подходы к продлению жизни Реальность и перспективы Реальность и перспективы

Подходы к продлению жизни

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Подходы к продлению жизни

Citation preview

Page 1: Подходы к продлению жизни

Подходы к продлению жизниРеальность и перспективыРеальность и перспективы

Page 2: Подходы к продлению жизни

Старение, возраст, биологические часы

•Старение – неминуемый процесс изнашивания организма со временем, утраты регенеративной и генеративной функций, который в конце концов приводит организм к смерти.•Отрасль медицины, изучающая лечение заболеваний, связанных с возрастом, называется гериатрией.•Наука, изучающая фундаментальные механизмы старения организма называется геронтологией.

Page 3: Подходы к продлению жизни

Теории старения

Стохастические изменения Запрограммированный процесс

Накопление оксидативных повреждений ДНК и иных важных биологических молекул

Феноптоз

Накопление соматические мутации Старение клеточной нишы

Безвозвратное укорачивание теломер Эволючионная теория

Гликозилирование биологических молекул Нарушение работы регуляторных механизмов – гипоталамуса и эпиталамуса.

Нарушения работы митохондрий

Репликативный стресс

Хронические воспалительные процессы

Page 4: Подходы к продлению жизни

Теории накопления повреждений

Page 5: Подходы к продлению жизни

Природный эксперимент• Синдром Вернера – аутосомно-рецессивная мутация в гене WRN,

белка геликазы (репликация и репарация ДНК).• Синдром Ротмунда-Томпсона – мутация в гене еще одной геликазы

(RECQL4).• Синдром Блума – мутация в гене еще одной геликазы (BLM).• Синдром Хатчинсона-Гилфорда – мутация в гене ламина А,

участвующем в организации ядра.• Рестриктивная дермопатия – вызывается делецией гена ZMPSTE24,

кодирующего протеазу, необходимую для преобразования преламина А в зрелый ламин.

• Пигментная ксеродерма – мутация в белках, отвечающих за репликацию. Ведет к повреждениям кожи, усилению апоптоза.

• Синдром Кокейна – нарушения функции нескольких генов (CSA, CSB, XPD и XPG), участвующих в репарации.

• Атаксия-телангиэктазия – мутация в гене Atm, сенсоре повреждения ДНК.

Page 6: Подходы к продлению жизни

Спорные моменты• Повреждений генома клетки человека / час = 10500-12500.• Примерно 120000 повреждений ДНК клетки человека / сутки.• Примерно более 27000 существующих в данный момент повреждений / геном человека.

Вопрос: как мы тогда вообще существуем?

Ответ: Репарация, удаление поврежденных клеток путем апоптоза и регенерация!

Кордюм В.А., Наша шагреневая кожа – это наша проблема. Нам ее и решать. Ст. 127-128

Page 7: Подходы к продлению жизни

Регенерация тканей организма

Bone – 3-5 yearsBone – 3-5 years

Vessels – 7-10 daysVessels – 7-10 days

Skin – 3-5 daysSkin – 3-5 days

Neurons – … ?Neurons – … ?

Page 8: Подходы к продлению жизни

Основные подходы к омоложению

Применение антиоксидантовГормонозаместительная терапияВведение стволовых клетокТрансплантация органовГенная терапия

Page 9: Подходы к продлению жизни

Применение антиоксидантов

• Снижает риск Снижает риск развития ряда развития ряда возрастных патологийвозрастных патологий

• Нет однозначных Нет однозначных доказательств доказательств существенного существенного продления жизнипродления жизни

Page 10: Подходы к продлению жизни

Гормонозаместительная терапия

• Гормон ростаГормон роста• МелатонинМелатонин• Половые гормоны Половые гормоны

(эстроген, прогестерон, (эстроген, прогестерон, тестостерон)тестостерон)

• Увеличивается риск Увеличивается риск развития онкологических развития онкологических заболеванийзаболеваний

• Нет однозначных Нет однозначных доказательств доказательств существенного продления существенного продления жизнижизни

Page 11: Подходы к продлению жизни

Биотехнология – идеальный источник для получения факторов молодости

Page 12: Подходы к продлению жизни

Введение стволовых клеток

Page 13: Подходы к продлению жизни

M. Ratajczak (USA) – Very Small Embrionic Like Stem Cells (VSELs): our key to longevity and passkey to cancer?

Page 14: Подходы к продлению жизни

Искусственное выращивание органов и тканей

Page 15: Подходы к продлению жизни

Decellularised organs for tissue engineeringDecellularised organs for tissue engineering

1. Методы биоинженерии, направленные на создание полноценных органов для трансплантации:

Органы освобождают от клеток, поэтому они не Органы освобождают от клеток, поэтому они не имеют антигенов тканевой совместимости и не имеют антигенов тканевой совместимости и не отторгаются; при трансплантации отпадает отторгаются; при трансплантации отпадает необходимость в подборе донора;необходимость в подборе донора;

Орган полностью сохраняет систему сосудов, что Орган полностью сохраняет систему сосудов, что способствует его быстрой регенерации;способствует его быстрой регенерации;

Восстановление органа после трансплантации Восстановление органа после трансплантации происходит за счет собственных стволовых клеток происходит за счет собственных стволовых клеток

Page 16: Подходы к продлению жизни
Page 17: Подходы к продлению жизни

Трансплантация стволовых клеток, органов и тканей

• Увеличение средней Увеличение средней продолжительности жизни продолжительности жизни животныхживотных

• Отсутствие эффективности у Отсутствие эффективности у людей старше 50 лет людей старше 50 лет

Time after placental cells transplantation, daysTime after placental cells transplantation, days

Acta Physiologica SinicaActa Physiologica Sinica, February 25, 2010, 62 (1): 79-85, February 25, 2010, 62 (1): 79-85

Page 18: Подходы к продлению жизни

Запрограммированного старение

Организмы, относящиеся пренебрежительно к старению:•Медуза Turritopsis nutricula•Морской окунь (Sebastes aleutianus) — 205 лет•Лобстер – более 100 лет•Гидра пресноводная – бессмертна•Сейшельская гигантская черепаха (Megalochelys gigantea) – 255 лет•Моллюск Arctica islandica – 405 лет

Page 19: Подходы к продлению жизни

Использование блокаторов метаболизмаИспользование блокаторов метаболизма

• Калорийно Калорийно ограниченная диетаограниченная диета

• Ингибиторы синтеза Ингибиторы синтеза белкабелка

• Блокада продукции Блокада продукции ростовых факторовростовых факторов

http://www.iangoddard.com/cr.htm

Page 20: Подходы к продлению жизни

Survival curves for CBA/Ca parabiotic mice Survival curves for CBA/Ca parabiotic mice after disconnection.after disconnection.

SingleSinglemicemice

Parabiosis,Parabiosis,3 months3 months

DisconnectionDisconnection

Determination of life expectancyDetermination of life expectancy

N um ber of surviv ing an im als, %

Y-Iso Y-Hetero O-Hetero O-Iso0 5 10 15 20 25 30

M onths

0

20

40

60

80

100

Page 21: Подходы к продлению жизни

1 – Young isochronic pairs1 – Young isochronic pairs ( (Young-Young-IsoIso))22 – Young heterochronic pairs – Young heterochronic pairs ((Young-HeteroYoung-Hetero))33 – Old heterochronic pairs – Old heterochronic pairs ( (Old-Old-HeteroHetero))44 – Old isochronic pairs – Old isochronic pairs ( (Old-IsoOld-Iso))

Parabiosis SchemeParabiosis Scheme

OldOldYoungYoung

Exchange by: Exchange by:

Serum factors,Serum factors,

hormones,hormones,

lymphoid cells,lymphoid cells,

stem cellsstem cells, ,

The rate of blood The rate of blood exchangeexchange::• 16 16 μμLL//hh oror

• 0.66% blood volume0.66% blood volumeper hourper hour

(Gibney B. et al 2011).

Page 22: Подходы к продлению жизни

Гетерохронный парабиоз

Page 23: Подходы к продлению жизни

МолодыеМолодые

Результаты иммунологических исследований

• 3 недели - увеличение количества СD8+CD44+ клеток в селезенке

• 6 недель – увеличение количества СD8+CD44+ клеток; снижение соотношения CD4/CD8 в селезенке

• 10 недель – увеличение количества СD8+CD44+ клеток; снижение соотношения CD4/CD8 в селезенке; увеличение относительного количества CD4+CD44+ клеток, снижение пролиферативной активности спленоцитов, функциональной активности макрофагов

• 3 недели - без изменений

• 6 недель – без изменений

• 10 недель – без изменений

СтарыеСтарые

Page 24: Подходы к продлению жизни

Чем могут быть вызваны данные Чем могут быть вызваны данные изменения?изменения? Где искать Где искать фактор фактор

старения?старения?• Миграция клеток, разрушающих (или Миграция клеток, разрушающих (или

провоцирующих) изменения провоцирующих) изменения функционирования органов молодого функционирования органов молодого животногоживотного

• Перенос с кровью факторов, Перенос с кровью факторов, индуцирующих старениеиндуцирующих старение

Page 25: Подходы к продлению жизни

Направления исследованийНаправления исследований1. Миграция клеток и их воздействие1. Миграция клеток и их воздействие

• Получены животныеПолучены животные

• Проведен пробный Проведен пробный эксперимент по эксперимент по изучению миграции изучению миграции Т−лимфоцитовТ−лимфоцитов

Page 26: Подходы к продлению жизни

Направления исследованийНаправления исследований2. Исследование факторов старения в 2. Исследование факторов старения в плазме крови (фракционирование)плазме крови (фракционирование)

Основная группа белковОсновная группа белков

Группа специфических белковГруппа специфических белков

Группа минорных белковГруппа минорных белков

Удаление фактора 1Удаление фактора 1

Удаление фактора 2Удаление фактора 2

Удаление фактора 3Удаление фактора 3

Удаление фактора 4Удаление фактора 4

Удаление фактора 5Удаление фактора 5

Плазма с удаленным Плазма с удаленным фактором 1фактором 1

Плазма с удаленными Плазма с удаленными факторами 1 и 2факторами 1 и 2

Плазма с удаленными Плазма с удаленными факторами 1, 2 и 3факторами 1, 2 и 3

Плазма с удаленными Плазма с удаленными факторами 1, 2, 3 и 4факторами 1, 2, 3 и 4

Плазма с удаленными Плазма с удаленными факторами 1, 2 , 3, факторами 1, 2 , 3,

4 и 54 и 5

И другие варианты …И другие варианты …

Page 27: Подходы к продлению жизни

Эффект введения плазмы старых животных in vivo

И н д е к с п ро л и ф е ра ц и и с п л е н о ц и то в, у.е д .

Mean Mean±SE

ПМ - Плазма молодая ПС - Плазма стараяНМ - Надосадок молодойНС - Надосадок с тары йО М - О садок молодойО С - О садок с тары й

П.М. П.С . Н.М. Н.С . О .М. О .С .

Э ксп ери м ен таль н ы е г руп п ы

0

1

2

3

4

5

6

**

ПМ ПС НМ НС ОМ ОСПМ ПС НМ НС ОМ ОС

Page 28: Подходы к продлению жизни

Направления исследованийНаправления исследований3. Перепрограммирование организма3. Перепрограммирование организма

На уровне отдельной клеткиНа уровне отдельной клетки

Нобелевская премия 2012 г :Нобелевская премия 2012 г :Джон Гердон и Синья Яманака,Джон Гердон и Синья Яманака,

На уровне организмаНа уровне организма

??????

Page 29: Подходы к продлению жизни

Плацента человека

• Орган, управляющий развитием плода

Page 30: Подходы к продлению жизни

Спасибо за внимание!