Деление клеток человеческого организма идет с различной скоростью в различных органах тела. Более крупные гены со сложной структурой ДНК более подвержены порче, чем более простые гены. И дело еще более усложняется тем обстоятельством, что когда нарушены гены, ведающие механизмом самокорректировки, то клетка теряет свою эффективность в смысле исправления повреждений, и деградация происходит все быстрее.
Очевидно, что старение — сложный процесс, по ходу которого ряд различных систем организма постепенно, в разное время, выходит из строя. Две самые критичные системы — это, по-видимому, мозг и иммунная система. Что касается первого, то характерно, что клетки мозга рано перестают делиться, а затем в нем начинается длительный процесс постепенного отмирания клеток. И это затрагивает такие важнейшие функции организма, как слух, обоняние и память. Что касается иммунной системы, то в ней (как это ни странно) обнаруживается самая высокая среди прочих клеток организма скорость мутации, и она одной из первых ослабевает с возрастом, оставляя нас беззащитными перед всеми видами заболеваний. Совместная деградация обоих этих систем представляет собой основное направление процесса старения, заканчивающегося естественной смертью.
Некоторые ученые считают, что все формы проявления старения в конечном счете сосредоточены в одном гене, который именуется геном Мафусаила. Однако большинство все же полагает, что это более сложный процесс и что в нем участвуют сотни различных генов — одни в большей мере, другие — в меньшей. В конечном счете управление процессом старения, видимо, можно свести к нескольким десяткам важнейших генов.
Долгожительство — это генетическая наука последнего времени. Если предки — Гильгамеш и Александр Великий — искали рецепт долгожительства в Земле богов, то в наше время ученые ищут его в лаборатории. Если раньше считалось, что все организмы имеют свой максимальный предел продолжительности жизни, определяющийся скоростью старения его клеток,[69] то ныне ученые говорят о возможности изменения генетической программы организма. Значит ли это, что мы близки к достижению бессмертия?
В июне 1995 года в печати появилось сообщение о том, что ученые, экспериментировавшие с микроскопическим земляным червем, нашли ген долгожительства, при помощи которого жизнь червя можно продлить по меньшей мере на 65 %.Научный коллектив под руководством Тома Джонсона из Института поведенческой генетики в университете Колорадо обнаружил ген, который они назвали «Возраст-1». Этот ген регулирует способность червя корректировать свои клетки. Экспериментируя с мутациями этого гена, ученые обнаружили, что одна из таких мутаций приводит к замечательному улучшению способности червя сопротивляться токсинам, температурным изменениям и облучению ультрафиолетовыми лучами. Ученые считают, что это крупнейшее открытие представляет собой первый шаг к пониманию того, как можно исправить стареющие, вырождающиеся клетки. Они надеются, что в течение ближайших десяти лет будет найден человеческий эквивалент гена «Возраст-1» и таким образом станет возможным продление срока жизни человека более чем на 40 лет.
В декабре 1995 года было сообщено, что доктор Барбара Брегман с коллективом ученых из университетов Цюриха и Джорджтауна (округ Колумбия) сделала еще одно важнейшее открытие, которое было восторженно принято как «Чаша Грааля в области нейробиологии». До сих пор считалось, что с биологической точки зрения невозможно восстановить поврежденные нервные клетки головного и спинного мозга (в отличие от клеток других тканей организма). Но Брегман обнаружила, что при помощи антител можно нейтрализовать действие химических ингибиторов, препятствующих росту нервных клеток у крыс. Таким образом ей удалось восстановить потенциал роста клеток крыс до уровня, который они имели в молодости.
А тем временем группа французских ученых во главе с доктором Франсуа Шахтером, изучала иммунную систему человека, ранее считавшуюся слабым в генетическом отношении звеном. Ученые вели кропотливую работу по сравнению ДНК стариков — долгожителей Франции с контрольной выборкой обычных людей. Франсуа Шахтер уже нашел один такой ген, значительно более широко представленный в группе долгожителей, — ученые назвали его «HLA-DR».
Коллега Шахтера — Мари-Лаура Мюира — одна из многих ученых, которые изучают методы предотвращения вреда от свободных радикалов. Мюира нашла у представителей группы долгожителей ген, названный «PARP», который, возможно, ведает механизмом восстановления ДНК. Если мы сможем понять, как действует эта генетическая система, то можно будет приступить к созданию генов, управляющих эффективным механизмом восстановления клеток.
Другой способ защиты от старения состоит в том, чтобы воспрепятствовать доступу свободных радикалов, чтобы они не повредили генному механизму. Профессор Раджиндер Сохал (упоминавшийся ранее) пересадил мушкам-дрозофилам гены, защищающие их клетки от кислорода, и таким образом продлил на одну треть продолжительность их жизни. А Дуг Уоллес (о котором также уже говорилось выше) считает, что можно нейтрализовать воздействие свободных радикалов при помощи набора препаратов, образующих защитный барьер вокруг клетки.
Вернемся теперь к теломеру — к области, в которой, возможно, больше всего шансов ожидать революционного прорыва. Ученые, работающие в Герон-корпорации, убеждены, что тело-мер — это механизм, определяющий время жизни клетки, и также глубоко уверены, что длину теломера можно увеличить. Это было бы настоящей сенсацией — с одной стороны, это дало бы возможность предотвратить значительную часть ошибок, возникающих при генетическом копировании, а во-вторых, послужило бы способом возвращения молодости устаревшим клеткам.
Если мы сможем устранить воздействие свободных радикалов, бесконечно расширим число делений клеток и, возможно, даже сумеем восстановить рост нервных клеток в головном и спинном мозгу, то до каких пределов возрастет длительность жизни человека? Если даже человек пострадает от уличной аварии и получит тяжелые телесные повреждения, то с помощью новых достижений в области восстановления тканей его можно будет вылечить.
Однако все эти мечты о долголетии человека — это просто чистая фантазия или все же действительно существуют разработанные технологии, при помощи которых можно превратить эти мечты в действительность? Конечно, эксперименты на крысах — это хорошо, но каким образом мы могли бы пересадить новый генетический материал в человеческие клетки так, чтобы этот механизм действительно заработал? Решить эту проблему поможет другая новая область науки конца XX века — генная терапия.
Что такое генная терапия? Основная суть ее состоит в пересадке в организм корректирующих генов для лечения поврежденных клеток. Любое заболевание, как правило, связано с неправильным функционированием одного или нескольких генов. Генная терапия излечит заболевание при помощи пересадки в больную клетку нового гена. Этот новый ген осуществляет необходимые действия по корректировке клетки. Например, в случае заболевания раком пересаженный новый ген даст команду произвести белок, который убьет злокачественные клетки. Задача ученых-генетиков в настоящее время в том, чтобы доставить ген и поместить в нужное место в клетке. Сейчас усилия ученых сосредоточены на задаче использования вирусов в качестве средства доставки генов. Благодаря своей способности атаковать клетки и вторгаться в них вирус является идеальным естественным средством доставки генов. Теоретически вирус можно перепрограммировать таким образом, чтобы нейтрализовать вирусную инфекцию и вместо того использовать вирус в качестве носителя корректирующего генетического материала. Группа британских ученых недавно объявила, что использует вирус лишая для проникновения в центральную нервную систему (включая головной мозг). Ученые намереваются использовать такую систему доставки генов для лечения болезней Альцгаймера и Паркинсона.
Ожидания от результатов генной терапии очень велики. Примерно до четырех тысяч болезней вызываются повреждением одного-единственного гена. В лабораториях всех стран ведутся исследовательские работы, которые должны решить проблемы самых серьезных болезней — таких, как СПИД, гемофилия, цистофиброз, ревматический артрит и сосудистые заболевания, а также разичных форм рака. Нетерпеливые критики могут сказать, что пока еще не было ни одного случая излечения с помощью одной лишь генной терапии. Но ведь, правду сказать, исследования в этой области находятся еще в самом начале, и необходимо преодолеть целый ряд сложных препятствий.[70] Вероятно, «Санди таймс» правильно, реалистически оценила положение, когда писала о генной терапии, что «эта область медицины находится пока в эмбриональном состоянии, но в ближайшие 50 лет она станет самой обычной формой лечения».
