– А почему происходит гормональная разбалансировка?
– Хороший вопрос. Вы же знаете, что старение идет на всех уровнях – молекулярном, внутриклеточном… Стареют ДНК, стареют белки, стареют клеточные органеллы, стареет клетка. Проблема со старыми клетками в том, что они перестают подчиняться сигналам регуляции и входят в так называемой growth arrest. То есть становятся как бы «арестованными», остановленными на определенной стадии жизненного цикла. И накапливаются балластом. Если бы они просто умерли, это было бы хорошо, но для того, чтобы клетка умерла – этот процесс называется апоптозом, как вы знаете, – она должна подчиниться сигналу свыше. Апоптоз – активный процесс, который происходит по команде сверху. Но то ли сигнал не проходит, то ли клетка ему не подчиняется…
– Погодите, а что такое старение клетки? Что такое предел делимости, я понимаю: клетка не может поделиться более полусотни раз. Но почему отдельная, поделившаяся клетка стареет? Она же вечный молекулярный механизм! Что такое старение клетки?
– Это ее вход в нефункциональное стояние. Если в клетке перестают синтезироваться белки, нужные не ей, а организму, она перестает быть нужной организму, то есть кооперативу клеток. Организму, например, нужно, чтобы клетка производила коллаген или инсулин, проводила фильтрацию крови, очистку от солей. Но клетки перестают функционировать.
– Почему?
Ковина внимательно на меня посмотрела.
– Интересно… Признайтесь, вы сами пытались в этом разобраться? Это сложный вопрос… Когда клетки начали дышать, это стало поворотным моментом в эволюции жизни и смерти. Поскольку, когда клетки начали дышать, они стали производить огромное количество кислородных радикалов, которые ее повреждают.
– Вы опять впариваете мне свободно-радикальную теорию старения?
– А куда от нее денешься? Накапливаются энтропийные повреждения в информационных макромолекулах. Это просто физика нашего мира, от которой никуда не уйдешь. Конечно, в клетке существуют системы репарации и синтеза. Но они хорошо работают, только если клетка делится. Если у нас появилась ошибка в ДНК здесь, ошибка в ДНК там, то из тысячи белков два уже не могут производиться, а если и произведутся, не смогут работать. Но молекула ДНК состоит из двух цепочек, и вероятность того, что два повреждения случились сразу в одном месте, мала. К тому же во время деления происходит двойная проверка: специальная машинка проверяет идентичность и достраивает побитые сектора. Она называется ДНК-полимераза. Эта штука и режет молекулу вдоль, и проверяет. Находит бракованный участок, вырезает и надстраивает правильный.
– Умница-паровозик.
– Да. Проблема только в том, что если клетка не делится, а долго сидит в состоянии growth arrest, ошибки не исправляются, а только копятся и копятся. И соответственно, она работает на организм все хуже и хуже. В этом, я считаю, основная проблема. И потому, когда я поставила перед собой задачу добиться клеточного обновления, то есть селективно убить старые клетки, то стала интересоваться… голоданием. Эффективность голодания давно известна и неоспоримо показана на всех видах живых существ. Я подняла массу литературы, которая подтверждала: голодание селективно убивает в первую очередь ослабленные и поврежденные клетки. И я решила совместить эти два подхода – трансплантацию стволовых клеток и голодание.
Я тогда работала в Америке и до сих пор помню, как было трудно пробивать под такое дело гранты. В то время отношение к геронтологии было прохладное. Оно изменилось буквально за последние несколько лет. А еще в 2000 году геронтология была едва ли не полностью статистической наукой – кривые смертности, зависимость смертности от того-то и от того-то… А на молекулярном уровне проводилось не так уж много исследований. Молекулярщиков и клеточников геронтология отпугивала. Они говорил: ну, нет, старение – это системный процесс, мы его не поднимем.
– А вы решили поднять. Но никто не захотел помогать…
– Я работала у нобелевского лауреата Фарида Мурата, у которого огромнейшая лаборатория, десять подгрупп, и он тоже отказался работать по геронтологии, хотя и предоставил мне возможность написать свой проект, сказав: «Марина, если вам его спонсируют, я вам разрешу этим заниматься, но сам спонсировать не буду». Зная такое отношение, я подстраховалась, связалась с Москвой, с группой Скулачева, мы закупили мышей, и я начала проводить эксперимент. К сожалению, мы не смогли поднять большую группу мышей, всего лишь 30 штук. А науку надо делать на большом количестве мышей – для статистики, потому результаты своего эксперимента по трансплантации стволовых клеток на фоне голодания я даже опубликовать не могу – слишком мала выборка. Но результат был.
– Какой же? И что вы делали конкретно?
– Взяли чистую линию мышей… Что такое чистая линия, знаете? Чтобы от человека человеку перелить кровь, нужна соответствующая группа – одна из четырех плюс резус-фактор. Для того, чтобы пересадить орган, нужно соблюсти совпадения уже по 36 аллелям, и все равно совместимость будет не абсолютной и придется иммунодепрессантами давить иммунитет. Только от близнеца близнецу можно пересаживать все, что угодно, не глядя. Так вот, производство близнецов у лабораторных животных поставлено на поток, выведены чистые линии, внутри которых можно пересаживать, переливать и так далее. Они генетически абсолютно идентичны.
Берем костный мозг у одной мыши – а костный мозг есть источник стволовых клеток. Фильтруем, сортируем и вводим внутривенно другой мыши. На фоне голодания. Голодание заставляет организм убивать старые клетки, чтобы их «съесть». При голодании начинается мощный апоптоз, дурные клетки гибнут, организм резко очищается. В этом, собственно, и заключается целебный эффект голодания… А параллельно мы вводим стволовые клетки для замены убитых. Их растаскивает по организму, и везде начинают расти популяции молодых клеток на месте старых.
– В каком году вы закончили эксперимент?
– Сейчас скажу… В 2000 году я уехала в Америку, и там у меня родилась эта идея. В 2005 я попала в лабораторию к Фариду Мурату и предложила ему схему эксперимента. Потом были первые предварительные эксперименты на клетках.
– Зачем?
– Он настоял, и я провела серию экспериментов по контактной дифференцировке стволовых клеток. Вы же знаете, что стволовая клетка неспециализированная, из нее может вырасти все, что угодно. Я выдвинула гипотезу, что мы ее можем заставить превратиться во все, что нам нужно, например, в клетки печени, если приведем в контакт с печенью.
– Не понял. Разве это и так не было ясно?
– Не было. Контактной дифференцировкой начали заниматься с 2005 года. А мне эта идея пришла еще в 2000-м.
– Погодите, а разве не понятно, что если универсальную клетку, готовую превратиться во все, что угодно, положить на клетки печени, она превратится в клетку печени?
– Не очевидно. До этого пытались дифференцировать стволовые клетки эндокринными факторами. Допустим, если клетки печени – гепатоциты производят альбумины, или еще там какие-то эндокринные факторы, вот этими факторами воздействовали и смотрели, будет изменяться стволовая клетка в нужную сторону или нет.
– Ну, и как? Успешно?
– Для каких-то клеток успешно, для каких-то нет. Например, клетки жировой ткани можно получать элементарно добавлением дексаметазона, это аналог преднизалона. Был разработан коктейль стимуляторов для превращения стволовых клеток в клетки сердца. Но при этом всегда происходила неполная дифференцировка – какой-то процент клеток дифференцироваться не хотел. Скажем, 10 % превращались в то что надо, а остальные – во все, что угодно. Приходилось очищать. Да и функциональность тех 10 % была сниженной.
– Чего ж меня-то не просили? – Подскочил я на стуле. – Я бы сказал: хватить капать туда из пипеток гормонами, просто положите универсальные клетки на ту культуру, которую хотите из них получить, и они сами догадаются, во что им превращаться!
– Пробовали и так, как вы предлагаете. Но получался всегда очень малый процент – 0,6 % клеток дифференцировалось верно. Мне же удалось добиться стопроцентной дифференцировки.
– Значит, чего-то они неправильно делали. А вы – правильно. Вывод: вы – гений, а они – уроды.
– Спорить не буду. Догадка действительно была гениальная. Просто положить стволовую клетку на нужную культуру недостаточно. Нужно еще заставить ее делиться. Вот если она пройдет несколько циклов деления в окружении дифференцированной ткани, тогда все получится. Видимо, дифференцировочный импульс запускается только в какой-то стадии деления.
– Ну, ладно, бог с ними с клетками. Как закончился ваш эксперимент с мышами?
– Успешно. Хотя было довольно много чисто технических трудностей. Я подключила два института к этой работе – Институт трансплантологии имени Гамалея и Институт биоорганической химии. Самочек я отдала во второй институт, а самцов – Гамалею. Самочкам вкалывали стволовые клетки мужские, а самцам женские, чтобы потом их можно было по игрек-хромососе сортировать. Все самцы до одного погибли на третий день после трансплантации. Диагноз – эмболия, закупорка кровеносных сосудов агрегатами стволовых клеток. А самочки выжили. То есть из 30 мышей осталось только 15 самочек, из которых две самочки погибло прямо на кончике иглы во время трансплантации стволовых клеток. Возможно, от стресса. Но в любом случае это является препятствием для публикации: на такой низкой статистике публикации не принимаются. А на большее я не наскребла, поскольку спонсора не нашлось, и я делала эксперимент на свои деньги.
– Да не томите вы меня! Результат-то каков?
– На 15 % увеличилась продолжительность жизни по сравнению с контрольной группой. Результат неплохой, если учитывать, что мышки были очень старыми – клетки им трансплантировали на 22-м месяце жизни, а живут мышки 25 месяцев, редко, кто дотягивает до 30. К тому же надо учитывать, что обычное голодание продлевает жизнь на 15–50 %, а в контрольной группе мышки у нас голодали.