Пора кончать со старой кровью - Джош Миттельдорф

 

 

 

 

Процедура разбавления

 

Они просто заменили половину плазмы крови у двухлетних мышей физиологическим раствором, содержащим 5% альбумина. Что такое альбумин? Плазма крови полна растворенных белков, составляющих около 10% её веса. Примерно половина из них это альбумин. Альбумин неизменно присутствует в крови.  Всю жизнь. Сам по себе он не несет информации. Но альбумин транспортирует питательные вещества и минералы по всему организму.

Конбои позаботились о том, чтобы показать, что альбумин сам по себе не обладает омолаживающей способностью и не имеет ничего общего с их экспериментальными результатами. Скорее,  разбавляя кровь, они должны были пополнять альбумин, потому что животным стало бы плохо, если бы половина их альбумина была удалена. Замена альбумина при переливании крови сродни замене объема воды или поддержанию солености.

Готовясь к этому эксперименту, Конбои потратили годы на миниатюризацию технологии переливания крови, чтобы мышей можно было подвергать тем же процедурам, которые обычны в больницах для людей.

 

Доза-Ответ

 

Лаборатория Конбой заменила 50% плазмы крови мыши. Они получили впечатляющие результаты за единственную процедуру, благодаря счастливой догадке. Они еще не экспериментировали с 30% или 70%. Они еще не знают, как долго продлится эффект лечения и как часто его нужно повторять.

 

Свидетельство омоложения

 

Как и в предыдущих работах из лаборатории Конбой, группа сосредоточилась на восстановительной способности и активности стволовых клеток как свидетельстве более молодого состояния. Три отдельных образца ткани были взяты из печени, мышц и мозга.

 

 

• Они измерили факторы роста нервной ткани в головном мозге и обнаружили более сильный ответ, типичный для молодых мышей.
• Они рассекли мышцы и продемонстрировали показатели восстановления, типичные для гораздо более молодых животных
• Они исследовали срезы ткани печени под микроскопом и показали, что она менее жирная и с меньшим числом растяжек, чем это характерно для более старых мышей.

 

Рисунок 2. Омоложение взрослого миогенеза и альбумин-независимые эффекты TPE. Через один день после NBE мышца была повреждена в двух местах на одну TA за счет кардиотоксина; Через 5 дней мышцу изолировали и подвергали криосекции при 10 мкм. (A) Репрезентативные изображения H & E и eMyHC IF места травмы. Шкала бар = 50 мкм. (B) Регенеративный индекс: количество центрально-ядерных миофибрилл на общее количество ядер. OO против ONBE p = 0,000001, YY против ONBE, несущественный p = 0,4014; Фиброзный индекс: белый, лишенный областей миофибрилл. OO против ONBE p = 0,000048, YY против YNBE незначимых p = 0,1712. Минимальный диаметр Ферета для миофибрилл eMyHC + нормирован на среднее значение YY [9]. OO против ONBE p = 3,04346E-05, YY против YNBE p = 0,009. Точками данных являются места повреждения ТА у 4-5 животных YNBE и 5 животных ONBE. Уровни «Молодой» и «Старый» (подробно на дополнительном рисунке 1) - пунктирные линии. Репрезентативные изображения для когорт YY против YNBE показаны на дополнительном рис 6. (C) Автоматическая микроскопическая количественная оценка реакции на дозу HSA в виде кратного различия в клетках BrdU + от одного OPTI-MEM (0 HSA). Не было увеличения миогенной пролиферации при 1-16% HSA. N = 6. (D) Мета-экспресс-количественная оценка клеток BrdU + с помощью автоматической высокопроизводительной микроскопии для миобластов, культивируемых с 4% PreTPE по сравнению с сывороткой PostTPE, и (E) для этих клеток, культивируемых с 4% каждого: PreTPE сыворотка + HSA или PostTPE сыворотка + HSA. Значительное увеличение количества BrdU-позитивных клеток выявляется у каждого субъекта 1, 2, 3 и 4 для обработанной TPE сыворотки (р = 0,011, <0,0001, <0,0001, 0,0039 соответственно), а также для обработанной TPE сыворотки, когда 4 % HSA присутствует (р <0,0001, <0,0001, <0,0001, = 0,009 соответственно). N = 6. (F) Диаграмма рассеяния со средними значениями и SEM для всех когорт Pre-TPE, Post-TPE, +/- HSA показывает значительное улучшение пролиферации в Pre-TPE по сравнению с когортами после и после TPE (p * = 0,033), а также Pre + HSA и Post + HSA когорты (p * = 0,0116). Напротив, при сравнении Pre с Pre + HSA (p = 0,744) или Post с Post + HSA значительного изменения не наблюдалось (p = 0,9733). N = 4 субъекта X 6 независимых анализов для каждого в каждом условии. (G) Репрезентативное окрашивание BrdU IF и Hoechst в субрегионах одного из 9 участков, которые были получены с помощью автоматической микроскопии. Сыворотка крови от старых особей уменьшала пролиферацию миогенных клеток с очень небольшим количеством видимых клеток BrdU + (показано одной положительной клеткой в ​​Pre-TPE и стрелкой, указывающей на соответствующее ядро); TPE отменил это ингибирование, но HSA не оказал заметного эффекта.

 

Чего не хватает? Они не проверяли какие-либо показатели физической или когнитивной работоспособности на организменном уровне.

• Свидетельство изменений в поведении (обучение и память, выносливость, сила)
• Воспалительные маркеры
• Липиды крови
• Часы метилирования (Horvath, UCLA) или протеомные часы (Lehallier, Stanford)

Часть этого запланирована для будущих исследований. Майк и Ирина планируют представить образцы ткани для анализа с помощью часов метилирования мыши по Хорвату.

 

Часы?

 

Я убежденный энтузиаст метилирования и протеомных часов, которые являются лучшими суррогатными биомаркерами, что у  нас есть  для оценки старения. Эти технологии могут сказать нам, были ли эффективными антивозрастные вмешательства, не дожидаясь смерти животных (или людей), прежде чем сообщать о результатах. Но Конбои по-прежнему считают эти технологии недоказанными, и они ощетинились  при слове «часы». Самое большее, что они здесь сделали, это  каталогизировали  весь протеом обработанных мышей, сравнивая его с необработанными молодыми и старыми мышами.

 

 

Перевожу: в качестве контроля у них были мыши, которым проводили обмен плазмы с мышами аналогичного возраста. YY были молодыми, положительными контролями, а ОО были старыми, отрицательными контролями. Обработанные мыши были ONBE = «Старые мыши - Нейтральный обмен крови( Old—Neutral Blood Exchange)». Вместо того чтобы полагаться на алгоритмы «часов», которые вычисляют возраст по протеому, они сравнили целиком протеомы тестируемых животных с протеомами старых и молодых животными и обнаружили, что они более похожи на молодых животных.

 

Старение и эпигенетика

 

Я был ранним сторонником теории, что старение обусловлено прежде всего изменениями в эпигенетике. В число приверженцев этого взгляда также входят Джонсон, Рандо и Хорват. Эта теория в настоящее время является преобладающей, хотя принята далеко не всеми. (Основная причина, по которой людям трудно понять эту идею, заключается в том, что «каким образом саморазрушение тела может быть частью его  развития?». Я представляю исчерпывающий ответ в своей популярной книге и моей академической работе.)

На первый взгляд, новый результат Конбоев является убедительным доказательством эпигенетической теории. Они показали, что в крови есть белки, которые активно замедляют рост и заживление. Удалите половину этих белков, и животные смогут вырастить молодые ткани и самовосстанавливаться лучше. Очевидный вывод состоит в том, что с возрастом в крови происходят изменения сигналинга, которые ослабляют животное и препятствуют восстановлению.

Однако есть и другие способы интерпретации. Обри де Грей сказал (из личного общения):

 

 

 

Конбои не принимают теорию запрограммированного старения, но  их понимание того, что они видят, также не совпадает и с пониманием Обри. Ирина объяснила мне это так: возраст биологического организма - это просто мера того, сколько вреда накоплено, но эпигенетические и каталитические циклы самоподдерживаются.

 

 

Конбои предполагают, что эти вредные белки являются частью цикла положительной обратной связи, другими словами, цикла, который является самоподдерживающимся

эпигенетическое состояние ⇒ экспрессия генов ⇒ трансляция в циркулирующие белки ⇒ обратная связь, которая изменяет эпигенетическое состояние

С возрастом тело погружается в дисфункциональный, самоподдерживающийся цикл, и  его нарушение может подтолкнуть его обратно к более крепкому и молодому циклу, также самоподдерживающемуся.

 

Рисунок 6. Модель эффекта разведения при сбросе кровеносного протеома. Система: A индуцирует себя (A, красный) и C (синий); A подавляет B (зеленый), C подавляет A. Разведение белка повышенного в связи с возрастом (A, на D1: событие начального разведения), нарушает аутоиндукцию и снижает уровень A (событие 1, красная стрелка); вторичная цель A (B, в событии 2 зеленая стрелка) затем становится дерепрессированной и повышается (B индуцирует B, постулируется); аттенюатор A (C, на событии 3 синяя стрелка) имеет уменьшенную задержку по времени (TD), поскольку он является внутриклеточным и не был немедленно разбавлен, а некоторые уровни белка сохраняются даже после более низкой индукции C при помощи A. C уменьшается (больше не индуцируется A), и перезагрузка A приводит к реиндукции C при помощи A (синяя стрелка события 4), ведущая к вторичному снижению интенсивности сигнализации A / автоиндукции и вторичной восходящей волне B (события 5 красная стрелка и 6 зеленая стрелка соответственно).

 

Для меня удивительным в рассказе Ирины является то, что в этой системе нет гистерезиса. Перепрограммирование реагирует на изменения уровня сигналов в крови в течение нескольких минут. Для такой системы трудно быть гомеостатической. Интересно, как это может быть. Жизнь - это все о гомеостазе, и все мы интуитивно понимаем, что петли отрицательной обратной связи встречаются чаще, чем петли положительной обратной связи. (Петли отрицательной обратной связи приводят к гомеостазу; петли положительной обратной связи ведут к неконтролируемому, экспоненциальному изменению.)

 

Есть ли где-то часы? С мозгом это как-то связано?

 

По мнению Конбоев, сигналы в крови испускаются по всему телу, а не преимущественно из гипоталамуса. Если мозговая ткань реагирует, казалось бы, исключительным образом на белки в крови, это происходит из-за селективного прохождения этих белков через гематоэнцефалический барьер.

Авторы напоминают нам, что в прошлых экспериментах с парабиозом (где кровь обменивалась между старыми и молодыми мышами), мозговая ткань молодых мышей старела, но мозг старых мышей не становился моложе. Это указывало на то, что старение мозга вызвано утверждающими действиями «плохих акторов» в плазме и что они способны проникать через гематоэнцефалический барьер. Это наблюдение отчасти вдохновило на текущие эксперименты.

 

Соответствующая процедура для людей уже одобрена FDA

 

Терапевтический плазменный обмен (ТПЭ) является хорошо зарекомендовавшей себя медицинской процедурой, и соавтор Добри Кипров уже проводил ее на экспериментальной основе. Есть история наводящих на разные догадки результатов, о которых я напишу в следующем посте.

 

Сравнение с Эликсиром Катчера

 

Объявление на этой неделе от Конбоев и препринт в прошлом месяце от Katcher / Horvath исходят из одного и того же направления мысли: старение координируется по всему телу с помощью сигнальных молекул в крови. Оба продемонстрировали значительное омоложение у грызунов на основе краткосрочного вмешательства, и у обоих есть планы по коммерциализации и как можно скорее начать испытания на людях.

Поэтому любопытно, что в других отношениях программы Катчера и Конбоев настолько различны.

• В то время как оба подхода основаны на том, что  состав плазмы крови различается между молодыми и старыми,  Конбои сосредоточены исключительно на удалении того, что препятствует юношеской регенерации, в то время как подход Катчера заключается в добавлении обратно белков, которые раньше сохраняли животное молодым.
• Конбои полностью раскрыли все аспекты своего экспериментального протокола, в то время как содержание эликсира Катчера остается коммерческой тайной.
• Катчер находится на обочине академических исследований, а лаборатория Конбоев находится в одном из ведущих академических учреждений в мире.
• Катчер на год впереди, экспериментируя с различными дозами и временем. Ни Катчер, ни лаборатория Конбоев еще не продемонстрировали продление жизни.
• Конбои демонстрируют омоложение с заживлением ран, структурой ткани и возобновлением роста нервов. Заявление Катчера основано на физиологии (особенно воспалении), когнитивных способностях и алгоритмах метилирования.
• Фактически, Катчер рассматривает восстановление юношеских паттернов метилирования как лучшее доказательство, которое  можно предъявить в пользу омоложения (я согласен), в то время как Конбои не торопятся судить о важности метилирования и сердятся при упоминании «часов» метилирования.
• Катчер понимает эффект переливания плазмы с точки зрения широкой теории (которую я поддерживаю). Старение - это эпигенетическая программа, управляемая и поддерживаемая «часами», которые работают через петлю обратной связи между циркулирующими белками, которые управляют экспрессией генов и экспрессией генов, которые генерируют эти белки. Конбои признают, что работают с этой петлей обратной связи (их рис. 6), но они сопротивляются теории, что это является основной причиной старения.

Я предполагаю, что комбинация их двух подходов будет необходима для полного устранения старения, и что комбинация их ресурсов, авторитета, теоретических оснований и контактов станет преобразующим событием для медицинской науки, для биотехнологической промышленности и для биологической теории. Я искренне надеюсь, что Катчер и Конбои смогут работать вместе.

 

Источник

joshmitteldorf.scienceblog.com

 

Перевод

Ник Сестрин

 

НОВОСТИ ПО ТЕМЕ: