Вечная жизнь может быть невозможна математически

Еще в 2016 году, когда FDA включило зеленый свет для клинических испытаний препарата metmorphine, препарата, который увеличил продолжительность жизни на 40% на животных моделях, стало ясно, что парадигма меняет свое отношение к старению и долголетию. Старение - по-прежнему неизбежная часть жизни - может быть болезнью. И как болезнь, ее можно «лечить» - отложить, прекратить или даже обратить вспять - с помощью соответствующих лекарств.

Решение FDA было кульминацией ряда первоклассных исследований на животных - и довольно успешным - целью которого было обратить вспять процесс распада тканей у старых грызунов. Кровь молодых, metmorphine и senolithics - препараты, которые уничтожают «просачивающиеся» старые клетки - возвращают стареющие кости, сердца и мозги более старых представителей рода грызунов. И они не только стали здоровыми - они жили дольше.

Благодаря многочисленным методам лечения, связанным со старости и постоянным интересом (и финансированием) от частного сектора, импульс в этой области не исчезает. Когда мы будем бороться со старостью раз и навсегда?

Не так быстро, говорит доктор Пол Нельсон и его коллега Джоанн Мазель из Университета Аризоны.

Применяя концепцию эволюции к клеточным обитателям нашего тела, ученые построили математическую модель, которая изучает поведение клеток по мере их старения. И новости не очень хорошие.

Со старением население здоровых клеток истощается. Некоторые постепенно теряют свои нормальные функции, перестают делиться и вступают в зомби-подобное состояние - становятся осужденными. Другие мутируют, приобретая способность делиться и размножаться бесконтрольно, становятся злокачественными.

Как оказалось, избавиться от обоих типов проблемных клеток невозможно.

«Математически старение неизбежно, то есть неизбежно по своей сути. Логической, теоретической и математической возможности избежать этого не существует», - говорит Мазель. Ученые опубликовали свою работу в PNAS.

Сотовый мир

Наши клетки являются главными героями дистопии: они рождаются в суровом обществе, в котором каждая из них имеет свою собственную роль, а также старение и потеря функций, как и механизм часов, они следуют генетической программе, которая приказывает им совершить самоубийство ради самой высокой цели - что они составляют.

В некотором смысле, эти клетки живут в полицейском государстве в состоянии постоянной борьбы: здоровые клетки борются со старением для пространства и пищи, так что общество - ткани и органы - управляется здоровыми членами и работает безупречно. Жизнь этих стареющих клеток - это лишь небольшая цена.

Но иногда стареющие клетки сопротивляются. Меняя выражение генов, они получают возможность делиться и распространять. Эти раковые клетки обманывают систему: вместо того, чтобы сотрудничать во имя более высокой цели, они все вредят организму, в котором они живут.

В какой-то момент многоклеточный организм, подобный человеку, приобретет как стареющие клетки, так и раковые, объясняют авторы работы.

Неоконченная борьба

Поскольку каждая клетка питается собственным набором выраженных генов - генов, которые превращаются в белки, - мы можем относиться к ним как к обществу разных людей в условиях интенсивной конкуренции.

Подобно тому, как ученые изучают, как генетические изменения видов приводят к их эволюции, ученые также могут использовать аналогичные базовые принципы для отслеживания поведения клеток, когда они сталкиваются с изменяющейся средой, например, когда мы стареем.

«Когда люди пытаются ответить на вопрос:« Почему старение появилось в процессе эволюции? «Они обычно спрашивают:« Почему у нас есть гены, которые заставляют нас стареть? «В этом вопросе подразумевается, что могут быть гены, которые не позволят нам стареть», и отдельные клетки могут иметь правильную комбинацию генов, которые позволят им оставаться здоровыми и бессмертными, объясняют авторы.

Современные теории эволюции старения означают, что старение можно остановить, если конкуренция достаточно сильна, чтобы исключить нездоровые и опасные клетки, то есть стареющие и раковые.

Другими словами, ученые предположили, что мы стареем, потому что давление естественного отбора не является идеальным: эволюция на клеточном уровне не выполняет свою работу.

Это то, что должны были проверить авторы работы.

Модель старения

Ученые начали с простой идеи: клетки не могут быть разумными и раковыми в течение длительного времени. «Мутации в раке представляют собой изменения в чертах, которые регулируют клеточный цикл, и заставляют клетку нарушать правила и делиться ими, когда это не должно, или отказываться умирать, когда это необходимо», - говорят они.

Эти мутации повышают сопротивляемость клетки, но уменьшают ее способность к взаимодействию - в конце концов, раковые клетки плохо функционируют.

Напротив, мутации, которые приводят к старению, в основном мешают метаболизму клетки, заставляя ее остановить рост. Стареющие клетки теряют стойкость, но когда они умирают, они взаимодействуют до конца.

Чтобы увидеть, как конкуренция меняет траекторию эволюции клетки, ученые использовали общую абстрактную математическую систему, которая показывала, как клетки эволюционируют со временем, в зависимости от их текущего состояния.

Например, когда старение в клетках накапливает скопления белка, что снижает их общую функцию и здоровье. Это и другие вредные события приводят к изменениям уровня сопротивления и взаимодействия клеток, что, в свою очередь, влияет на здоровье и долговечность организма.

Нельсон и Мазель не считают мутации хорошими. Важное предположение в нашей модели состоит в том, что тело будет ухудшаться с возрастом, говорят они. Некоторые ученые предположили, что если ремонтные инструменты клеток достаточно сильны, идеальный здоровый геном может поддерживаться на неопределенный срок, но эти механизмы ремонта сами по себе неизбежно ухудшатся.

Решение этой модели приводит к «неудобной истине»: конкуренция между клетками - это обоюдоострый меч, но отсутствие конкуренции приводит к устойчивой деградации.

Когда клетки конкурируют за ресурсы, старческие клетки эффективно уничтожаются и заменяются здоровыми, но мутации, которые приводят к раку, распространяются. Это приводит к ухудшению здоровья организма, поскольку сотрудничество снижается.

Если клетки не конкурируют - например, в тканях, где они полностью созревают и больше не разделяются, например, нейроны - нездоровые клетки не могут быть заменены, а тело становится хуже, поскольку оно заполнено старыми, нефункциональными клетками.

Оказывается, «конкуренция или ее отсутствие между клетками могут спасти нас от рака или от стареющих клеток, но не от обоих. И хотя вы держите одну проблему под контролем, другая становится хуже», - говорит он.

Пища для размышлений

Если вы в депрессии, не все так плохо.

Хотя модель ученых говорит, что старение неизбежно, оно не исключает возможности замедления процесса.

«У нас, вероятно, есть много катастрофических черт, которые приводят нас к старению и преждевременной смерти», и ученые считают, что укрощение этих признаков может «радикально» задержать процесс, даже если он не будет полностью устранен. Их теория может даже помочь в борьбе со старением.

Возьмите cenoliths, например, чтобы таргетировать и убить старые клетки зомби. Хотя исследования грызунов с использованием этих препаратов не зафиксировали увеличения заболеваемости раком, риск остается. Модель ученых показывает, что такое лечение приведет к кратковременному снижению симптомов старения, за которым следует повышенный риск развития рака, потому что вы просто поощряете горсть клеток к распространению.

Старение - это динамический процесс, когда раковые и стареющие клетки изменяются вместе, поэтому невозможно решить одну проблему, не создавая пространства для развития второго.

Вам нужна помощь квалифицированных специалистов.
Мы готовы помочь вам в реализации ваших идей. Вы можете рассчитывать на максимальный результат от вашего бюджета.

Оставить сообщение на странице

Перед тем как нажать кнопку "Добавить комментарий". Докажите что вы не "Робот", а действительно реальный человек! Нажмите на кнопку "Я не робот".