Остановить старение

Гигантский скачок, совершенный биологией и медициной в XX веке, сделал давнюю мечту человека о победе над старением как никогда близкой к реальности. У футурологов масса предположений о том, какие именно технологии откроют людям секреты продления жизни. Тем временем, один из наиболее перспективных проектов в области антивозрастной терапии успешно реализуется российскими учеными.

Стареем…

Быстрое увеличение среднего возраста населения – одна из наиболее серьезных проблем современности. Доля пожилых людей среди жителей планеты неуклонно нарастает с середины прошлого века. При сохранении текущей тенденции в обозримом будущем граждане пенсионного и предпенсионного возраста будут составлять большинство во всех без исключения развитых странах. В такой ситуации появление эффективных профилактических и лечебных стратегий, позволяющих вести полноценную и активную жизнь в преклонном возрасте, становится поистине вопросом сохранения социального и экономического благополучия.

В наше время нет недостатка в технологиях, теоретически обещающих продление основных функций человеческого организма на неопределенно долгий срок. Это и использование стволовых клеток (ЭСК, иПСК), и терапевтическое клонирование с ксенотрансплантацией, генетические манипуляции и многое другое. Впрочем, пока что их применение не привело к победе над возрастом. Отчасти это можно объяснить проблемами безопасности и нерешенными этическими вопросами, однако главная трудность заключается в сложности и многофакторности причин, запускающих процессы старения на клеточном и молекулярном уровне.

Почему это происходит

Существует несколько конкурирующих теорий старения. Одна из последних предложена выдающимся российским биохимиком Владимиром Петровичем Скулачевым в работе, опубликованной в соавторстве с В. Лонго и Дж. Миттельдорфом в журнале Nature (ноябрь 2005 года). Авторы публикации выделяют несколько моментов, позволяющих по-новому понять этот сложный процесс.

• Во-первых, старение предлагается рассматривать как программу самоуничтожения организма, заданную генетически и необходимую для ускорения эволюции. Теряя свои функции и умирая, взрослая особь уступает дорогу другим, более перспективным с точки зрения сохранения вида сородичам.
• Во-вторых, на молекулярном уровне процесс старения выражается в нарушении структуры белков, ДНК и других биополимеров, необходимых для нормального функционирования клетки.
• Причина этих изменений - разрушительное воздействие активных форм кислорода (АФК), образующихся преимущественно в ходе окислительно-восстановительных реакций в «энергетических станциях» клетки – митохондриях.
• Повреждение клеточных структур – в первую очередь, самих митохондрий, запускает процесс самоубийства (апоптоза) клеток, ведущий к постепенному угасанию жизненно важных функций организма.

А что если мы не готовы жертвовать собой ради дальнейшего эволюционного развития? Можно ли отменить запрограммированное природой самоуничтожение или хотя бы замедлить его?

Идеальный антиоксидант

Итак, происходящие с возрастом разрушительные процессы непосредственно связаны с негативным воздействием активных форм кислорода, или свободных радикалов. Теоретически антиоксиданты, нейтрализующие АФК, – витамины С и E, бета-каротин, N-ацетилцистеин др. – должны были бы эффективно защищать организм от старения и возрастных заболеваний. Они и в самом деле входят в состав многих биологически активных добавок, оздоровительного питания и омолаживающей косметики, доходы от торговли которыми исчисляются миллиардами долларов в год. Однако серьезные исследования не выявили связи между потреблением всей этой продукции и продолжительностью жизни, а также частотой проявления различных признаков старения.

Почему обычные антиоксиданты не работают, и что может повысить их эффективность? Согласно В.П. Скулачеву, решение заключается в адресной доставке антиоксидантов непосредственно в митохондрии. Ведь именно в этих структурах клеток производится большая часть активных форм кислорода, и именно здесь они наносят наиболее значимый ущерб.

Можно ли найти «локомотив», который обеспечил бы такую доставку? Как выяснилось, для этой роли идеально подходят липофильные катионы – положительно заряженные молекулы, избирательно проникающие внутрь митохондрий под воздействием поля, которое создается отрицательно заряженной внутренней митохондриальной мембраной. В 70-х годах прошлого века с помощью этих соединений В.П.Скулачев доказал наличие разности потенциалов на мембране митохондрий. Это важнейшее открытие принесло советскому ученому мировую известность, после чего за липофильными катионами закрепилось название «ионов Скулачева».

Активное изучение возможностей адресной доставки антиоксидантов было начато группой Скулачева в 2003 году. После продолжительных поисков и экспериментов исследователи сконструировали молекулу, включающую липофильный «локомотив», соединенный с пластохиноном – веществом из хлоропластов растений, обладающим мощными антиоксидантными свойствами. Соединение, получившее название SkQ1 (от Sk – Skulachev ion и quinone – хинон), отличалось направленностью действия, эффективностью в крайне малых дозах, а также способностью возвращаться в исходную форму после нейтрализации свободных радикалов.

Этапы

Исследование SkQ1 первоначально осуществлялось небольшой группой ученых на базе МГУ им. Ломоносова. Им удалось получить многочисленные подтверждения крайне высокой биологической активности изучаемого соединения. Стало ясно, что речь идет о потенциальном лекарстве или целой группе лекарств для лечения и профилактики заболеваний, связанных с возрастными изменениями. Это позволило расширить проект и привлечь спонсоров и инвесторов – сначала фонд РАИнКо Олега Дерпаски, с 2009 года – Группу Росток, а с 2010 - РОСНАНО.

С середины 2000-х результаты исследований SkQ1 регулярно публикуются как в отечественных, так и в зарубежных научных изданиях. Статьи участников проекта выходили в Proceedings of National Academy of Sciences USA, Biochimica et Biophysica Acta (Bioenergetics), Cell and Molecular Life Sciences, Aging, Journal of Membrane Biology, FEBS Letters и других.

Сейчас в проекте, помимо МГУ им. Ломоносова, участвуют ведущие научные учреждения России и мира: Институт цитологии и генетики Сибирского отделения РАН, Институт онкологии им. Н.Н. Петрова, биологический факультет Стокгольмского университета, несколько американских исследовательских компаний (WIL Laboratories, Toxicon, ComBio), а также большинство ведущих офтальмологических клиник России (об этом – ниже).

Первая ласточка

Первым успехом проекта стало открытие, сделанное в ходе изучения действия SkQ на процесс старения специальной линии крыс OXYS – особенно чувствительных к окислительному повреждению. Ученые заметили, что в группе животных, получавших с кормом препарат SkQ с возрастом не развивались болезни глаз, характерные для этих крыс – катаракта, дегенерация сетчатки, синдром сухого глаза. В этот момент возникла идея сначала создать именно офтальмологический препарат – глазные капли. В силу уникальных свойств SkQ, он может проникать во все ткани глаза после местного применения – закапывания. Это сводит к минимуму вероятность побочных эффектов (поскольку вещество не распространяется по всему организму) и, соответственно, принципиально сокращает срок разработки препарата. Впрочем, он все равно занял около 5 лет – необходимо было пройти все обязательные стадии испытаний на животных и на пациентах-добровольцах.

В результате летом 2012 года после полного цикла клинических исследований и получения всех необходимых регистрационных документов на российский рынок было допущено первое лекарство для людей – глазные капли «Визомитин» для лечения синдрома сухого глаза. Действующее вещество этих капель – все тот же уникальный митохондриальный антиоксидант SkQ1 (его формальное химическое название – ПДТФ, сокр. от пластохинонилдецилтрифенилфосфония бромид). Проект не останавливается на достигнутом и продолжает клинические исследования Визомитина по другим показаниям – катаракта, глаукома, дегенерация сетчатки. Разработчики надеются повторить успехи доклинических испытаний уже на человеке и тогда эти болезни пополнят список показаний в инструкции к Визомитину.

Перспективы

В ближайших планах создателей проекта – разработка принципиально нового класса ЛС, обладающих геропротекторными свойствами. С представителями «Большой фармы» уже ведутся переговоры об условиях вывода этих препаратов на рынки США и ЕС. Так что вполне вероятно, что первое в мире лекарство от старости будет внедрено в клиническую практику именно российскими учеными.