Гарвардские ученые проверили на мышах метод генно-терапевтических коктейлей. Они вводили животным вирусные конструкции с тремя генами, которые связаны с долголетием, и обнаружили, что достаточно всего двух генов, чтобы вылечить четыре возрастные болезни: ожирение, диабет 2 типа, а также почечную и сердечную недостаточность. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of National Academy of Sciences.
Существует множество способов продлить жизнь отдельным животным — с помощью диеты, лекарств или хирургического вмешательства. Однако самыми эффективными пока остаются генетические манипуляции. Рекордсмены по долголетию — мухи и черви, которые живут в несколько раз дольше среднего, — это все трансгенные животные, у которых постоянно включен или выключен какой-нибудь важный ген.
Таких генов известно уже несколько, однако перенести этот успех на человека пока невозможно — для этого пришлось бы создавать трансгенных людей. В качестве промежуточного решения может выступить генная терапия — введение нужных генов в клетки тела с помощью обезвреженных вирусов.
Группа ученых из Гарварда под руководством Джорджа Черча (George Church) проверила генно-терапевтический подход на взрослых мышах. Исследователи выбрали три гена, которые связаны с долголетием и устойчивостью к возрастным болезням. Первый — фактор роста фибробластов 21 (FGF21) — влияет на метаболизм и, в частности, обмен глюкозы. Второй — αKlotho — обеспечивает защиту от повреждений сердца и почек. Третий — трансформирующий фактор роста β1 (TGFβ1) — связан, среди прочего, с перестройкой матрикса и работой иммунитета.
Ученые вводили мышам генно-терапевтические конструкции на основе аденовирусов, которые содержали по одному, по два или все три целевых гена. Сначала они подтвердили, что само по себе введение аденовирусов не вызывает патологий у животных, зато повышает уровень экспрессии этих целевых генов.
Затем авторы работы проверили, как генная терапия влияет на развитие возрастных заболеваний у мышей. Первой их мишенью стало ожирение. Ученые держали мышей на высокожировой диете в течение трех месяцев, за это время животные набрали дополнительных 56 процентов массы тела. Затем им вводили разные комбинации генов и отслеживали изменение веса. Оказалось, что одного лишь FGF21 достаточно, чтобы вес вернулся к норме, вне зависимости от того, действовал ли этот ген в одиночку или вместе с другими.
Вторым заболеванием-мишенью стал диабет второго типа, который часто развивается в условиях ожирения и высокожировой диеты. Исследователи измеряли концентрации глюкозы и инсулина в крови до и после еды и обнаружили, что FGF21 позволял мышам на высокожировой диете достичь значений, сравнимых с контрольной группой, которая питалась обычной едой. Другие два гена оказывали гораздо более слабый и статистически незначимый эффект.
В качестве третьей мишени ученые выбрали фиброз почек — заболевание, в ходе которого обычная ткань почек замещается соединительной тканью. Они оценивали процент сохранившейся почечной ткани и количество фибробластов — клеток соединительной ткани в почках. Оказалось, что все три гена эффективны против разрушения почки, однако лучше всего работала комбинация из FGF21 и TGFβ1 — в этом случае уровень атрофии составил всего 6,5 процента, по сравнению с 22,5 процентами — под действием одного лишь αKlotho.
Наконец, в роли последнего возрастного заболевания выступил фиброз сердца и развивающаяся вследствие него сердечная недостаточность. Их оценивали по количеству соединительной ткани в сердце и количеству выбрасываемой сердцем крови. Исследователи обнаружили, что максимального эффекта можно достичь с помощью комбинации TGFβ1 с одним из других генов, а вот сочетание всех трех генов не помогало справиться с болезнью.
Таким образом, лучшим генно-терапевтическим коктейлем из испробованных оказалась пара FGF21 и TGFβ1. Вместе они позволили смягчить симптомы четырех возрастных болезней, которые затрагивают разные системы органов.
Авторы работы надеются, что этот подход рано или поздно можно будет применить на людях. По их мнению, он должен быть эффективнее, чем традиционные методы лечения, которые борются с каждым заболеванием в отдельности, игнорируя тот факт, что организм стареет целиком, а работа разных органов тесно связана друг с другом.
К тому же, генно-терапевтические коктейли могут оказаться безопаснее привычных средств лечения, поскольку не требуют введения множества лекарств, которые могут противодействовать друг другу и вызывать побочные эффекты. В этой работе исследователи тоже столкнулись с подобным противодействием — когда результат от трех генов оказался хуже, чем от двух — но оставшиеся в коктейле два гена не препятствуют работе друг друга.
Идея бороться со старением не отдельными препаратами, а смесями, или коктейлями, постепенно приобретает популярность среди геронтологов. Недавно мы уже писали о том, как одни ученые продлили жизнь дрозофилам с помощью коктейля из трех препаратов, а другие три препарата обратили вспять эпигенетическое старение человека.