Биолог Екатерина Прошкина: «Нас интересует не просто продолжительность жизни, а здоровое долголетие»

Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института биологии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН Екатерина Прошкина 13 лет занимается научными исследованиями в области геронтологии. В 2015 году она была удостоена премии президента России в области науки и инноваций для молодых ученых за вклад в развитие генетики продолжительности жизни и старения. В 2019 году вновь получила президентский грант на научные исследования, о которых рассказала в интервью «Республике».

– Согласно статистике, за последние 20 лет продолжительность жизни россиян увеличилась в среднем на восемь лет. Почему тема долгожительства по-прежнему не сходит с повестки дня и волнует умы ученых?

– В первую очередь потому, что людям всегда хочется жить дольше. Но нас, ученых, больше волнует не просто долголетие, а именно здоровое долголетие. Чтобы до глубокой старости оставалась здоровой сердечно-сосудистая система, активной – работа мозга, слаженным – обмен веществ. Чтобы человек мог больше успеть в этой жизни и решить все поставленные перед собой задачи.

– Чему посвящены ваши сегодняшние исследования?

– Исследования ведутся в двух направлениях. С одной стороны, в нашей лаборатории геропротекторных и радиопротекторных технологий, руководит которой доктор биологических наук, профессор, член-корреспондент РАН Алексей Москалев, мы изучаем молекулярно-генетические механизмы старения и долголетия. В частности, смотрим, воздействие на какие гены и молекулярные механизмы может привести к увеличению продолжительности жизни. С другой стороны, рассматриваем, какими путями это можно осуществить: либо с помощью фармакологических препаратов, либо с помощью природных соединений, в том числе растительных экстрактов.

В настоящее время я продолжаю направление по изучению влияния механизмов защиты генома на продолжительность жизни и скорость старения. Просто сейчас углубилась больше не в восстановление повреждений, а в механизмы поддержания организации генома и слаженности его работы. То есть речь идет не только о генетических механизмах, а об эпигенетике. Это механизмы, регулирующие активность генов.

– А что такое эпигенетические механизмы?

– У человека есть ДНК, состоящая из последовательности определенных генов, и каждая клетка нашего организма содержит один и тот же набор информации, которая складывается из этих генов. Но в каждой клетке информация реализуется по-разному за счет того, что какие-то гены включаются, а какие-то выключаются. И это включение-выключение генов основано на эпигенетических механизмах. Я рассматриваю, как регуляция активности генов отражается на состоянии здоровья организма и в конечном итоге на продолжительности жизни. Удалось показать, что воздействие на определенные эпигенетические механизмы может привести к довольно хорошим результатам в плане увеличения продолжительности жизни.

– Что это за воздействие и можно ли уже его применять на человеке?

– Прежде чем применять на человеке, это еще нужно хорошо изучать. Конкретно мы на модельных животных – плодовых мушках – нашли две мишени, воздействие на них может увеличивать продолжительность жизни. Они отвечают за биогенез некодирующих РНК. Объясню, что это такое. У нас в каждой клетке есть молекулы ДНК, в которых заложена наследственная информация, и РНК, которые помогают эту информацию реализовывать разными путями. И вот в этом классе молекул существуют некодирующие РНК, они сами по себе не переносят информацию, но отвечают за регуляцию генной активности. С другой стороны, есть ферменты, отвечающие за выработку этих некодирующих молекул. Когда мы воздействуем на некоторые из этих ферментов, это приводит к увеличению продолжительности жизни. При этом есть белки, которые оказалось полезным активировать для продления жизни. Например, Дайсер (Dicer). А есть белки, активность которых, возможно, стоит подавлять. Это, в частности, Пиви (Piwi).

В нашей работе мы пока регулировали активность этих ферментов генетически. Но можно это делать и фармакологически. И если далее переводить наши теоретические исследования на человека, то нужно учитывать именно возможность применения каких-то синтетических препаратов или природных веществ, воздействующих на те или иные гены и ферменты. В настоящее время описан активатор Дайсер – это антибиотик эноксацин. По механизму действия он как раз активирует процесс РНК-интерференции, за счет чего у вредоносных бактерий выключаются нужные для их жизни гены, и они умирают. Но у данного препарата есть мишени и в клетках животных, через которые они, напротив, потенциально могут повышать жизнеспособность организма.

– Насколько известно, антибиотик действительно что-то может вылечить, но по пути еще и кучу всего покалечить.

– Может. Опыты других исследователей, например, проведенные на клетках человека, показывают, что он положительно влияет на процессы, способствующие продолжительности жизни. Но если говорить в целом о человеческом организме, нужно четко знать, какую концентрацию использовать и с какой периодичностью допустимо применять тот или иной препарат (и не только данный антибиотик), чтобы не навредить и не вызвать множество побочных реакций. Прежде чем рассматривать его как средство для замедления старения у человека, нужно еще провести большой спектр исследований.

– Этот антибиотик нужно применять при какой-то болезни или просто для профилактики?

– Это тоже еще стоит выяснить. Возможно, окажется, что имеет смысл его применять только при определенных условиях. То есть предварительно потребуется провести тестирование организма конкретного человека, выяснить, что у него есть проблема с выработкой того или иного белка (в случае с эноксацином – белка Дайсер), и только тогда применять препарат. В этом надо еще разбираться.

– Опыты проводятся на плодовой мушке, но ведь это всего лишь мушка, которая живет недолго. Что общего у нее с человеком?

– Человек и дрозофила имеют схожие гены на 80 процентов. Это много. То есть большинство генов отвечают за одни и те же задачи. Поэтому, если мы выясняем, что происходит на молекулярном уровне у дрозофилы – например, какие гены отвечают за старение, то можно ожидать, что эти же гены будут влиять на старение и продолжительность жизни у человека. Кстати, дрозофила живет не так уж и мало – три месяца.

– И насколько увеличилась жизнь дрозофилы под влиянием этих экспериментов?

– От генетических манипуляций может увеличиваться процентов на 40-50, иногда больше. А от действия фармакологических и природных веществ, обычно изменяется в пределах 10-15 процентов. Это не так много.

– В одном из интервью «Республике» вы рассказывали о положительном воздействии аспирина на продолжительность жизни. Вы сейчас уже оставили эти исследования?

– Это было исследование, которое проводилось нашей лабораторией, я в нем участвовала в качестве одного из исполнителей. Сейчас в исследованиях по противовоспалительным веществам я не участвую. Но в ближайшем будущем у нас планируется изучение противовоспалительных веществ, которые выборочно действуют на определенные мишени и за счет этого снижают хроническое воспаления. Хроническое воспаление является одним из центральных процессов, происходящих при старении.

– А можно сказать, что исследования уже завершены и аспирин положительно влияет на продолжительность жизни?

– Можно сказать так, но только в отношении модельных организмов. Например, он совершенно точно увеличивает продолжительность жизни плодовых мушек и нематод. Но по отношению к человеку пока очень сложно оценить влияние аспирина на продолжительность жизни и скорость старения ввиду этических, социальных и технических сложностей проведения подобных исследований. Но то же самое можно сказать и в отношении большинства других потенциальных геропротекторов – веществ, защищающих организм от старения. Разве что можно отследить влияние того или иного геропротектора на определенные маркеры старения.

– Какие например?

– Существуют молекулярные маркеры. Это активность определенных генов, «генов старения и долгожительства». Можно взять образец крови у человека и посмотреть, какие гены активированы, а какие снижают активность. Либо к таким маркерам можно отнести уровень повреждения ДНК, белков, жиров. Существуют биохимические маркеры: тот же уровень глюкозы в крови, ферментов, участвующих в процессе обмена веществ, ряда гормонов и так далее. Существуют показатели, по которым можно судить о скорости старения на уровне физиологии организма. Это частота сердечных сокращений, артериальное давление, показатели интенсивности дыхания. Степень старения можно определить также по нейропсихологическим маркерам, например, по скорости обработки информации человеком. То есть насколько быстро он решает определенные задачи, как работает память человека. И многие-многие другие. Конкретно в случае с аспирином я не уверена, что такие исследования проводились. Для этого нужно достаточно долго принимать препарат и проводить наблюдения.

– Но ведь организм мухи нельзя сравнить с человеческим организмом и в плане питания. Зачастую то, что мы сейчас едим, никак не способствует здоровью: все эти пальмовые масла, рафинированные продукты, сахар. А если все это убрать из рациона и просто больше двигаться, то и без аспирина и антибиотиков можно долго и активно жить. Или ученые просто стремятся найти противоядие тому, что сегодня предлагает пищевая промышленность?

– С помощью мушек и других модельных животных мы пытаемся понять, на что надо воздействовать, чтобы увеличить продолжительность жизни. Мы ищем пути для нацеленных вмешательств именно на конкретные мишени и, возможно, для генной терапии. Можно, конечно, поискать и противоядие против «вредностей» пищевой промышленности, но это будет предметом уже другой серии исследований.

Что касается человека, действительно, вполне можно достичь улучшения здоровья и продления жизни за счет коррекции образа жизни, режима сна и бодрствования, постоянной тренировки тела и мозга, за счет уменьшения количества потребляемых калорий и в целом сбалансированного питания. Это уже считается вполне достаточными методами для увеличения продолжительности жизни.

– Где впоследствии могут применяться ваши открытия?

– Думаю, подобные исследования могут оказаться полезными для тех случаев, когда человек хочет радикально продлить себе жизнь. Но для получения желаемого результата должен применяться максимально персонифицированный подход. То есть конкретного человека необходимо детально обследовать, выявить у него проблемы, заставляющие организм стареть быстрее, чем хотелось бы, и воздействовать на них определенными препаратами. Наши исследования могут помочь определить, где искать и чем конкретно можно повлиять на обнаруженные проблемы.

Вообще, в настоящее время существуют клиники персонализированной медицины, в том числе и в России. И в принципе вполне можно найти и специалистов, и пациентов, желающих достичь здорового долголетия. Но развитие медицины, направленной на борьбу со старением, затруднено. В первую очередь это связано с тем, что старение пока не признано заболеванием, и у большинства людей нет понимая того, что на него можно и нужно воздействовать. Хотя у определений «болезнь» и «старение» очень много общего: в обоих случаях это снижение функциональных и адаптивных способностей организма, которое приводит к определенным последствиям, заканчивающимся смертью.

– В таком случае этой болезни никому не избежать. Это всего лишь вопрос времени. И с этой точки зрения раннее старение – это болезнь, спровоцированная мышечной и интеллектуальной гиподинамией. Ну и еще неправильным питанием. А каковы результаты опытов с природными соединениями?

– Помимо того что мы пытаемся отыскать мишени для радикального увеличения продолжительности жизни, мы еще тестируем различные природные соединения, растительные экстракты. Продолжаем изучать влияние на продолжительность жизни уже достаточно широко изученных полифенольных соединений. Например, к таким соединениям относятся ресвератрол, полифенол из красного винограда, катехины из зеленого чая и многие другие.

Мы рассматриваем также и новый класс соединений, который раньше был очень слабо изучен с точки зрения воздействия на процессы старения. Это терпены и терпеноиды. Терпены – это распространенный класс вторичных метаболитов растений. Насчитывается несколько десятков тысяч этих соединений. Мы отобрали 19, которые нам кажутся наиболее эффективными с точки зрения увеличения продолжительности жизни, и планируем их детальное исследование на модельных животных и, возможно, клеточных культурах. В число отобранных нами соединений входит, например, такое вещество, как лимонен. Это вещество, которое придает характерный запах эфирным маслам цитрусовых и хвойных растений. Карнозол, обнаруженный в розмарине и шалфее. Урсоловая кислота, олеаноловая и маслиновая кислоты, содержащиеся в плодах многих растений. Каротиноиды, например, ликопен и фукоксантин. С точки зрения влияния на продолжительность жизни и скорость старения данный класс соединений изучен довольно слабо.

Кроме того, сейчас мы активно занимаемся исследованием влияния экстрактов из диких и культурных растений нашей местности на продолжительность жизни. Например, экстрактов из ягод черноплодной и красной рябины, черники, голубики, брусники, клюквы. Пока более-менее законченные результаты получены для черноплодной рябины и жимолости. При определенных концентрациях эти экстракты могут увеличить продолжительность жизни мушек. Правда, опять же в небольших пределах.

Отмечу, несмотря на то что природные соединения часто оказываются менее эффективными, чем синтетические препараты в плане увеличения продолжительности жизни у модельных организмов, они более безопасны для применения человеком. Такие вещества более естественны для человека и вызывают меньше серьезных побочных реакций.

Беседовала Галина ГАЕВА

Фото из архива Екатерины Прошкиной

Полную версию интервью читайте на сайте издания