Живи вечно или умри пытаясь. Часть 2.
ОБСЛУЖИВАНИЕ МАШИНЫ
Как долго можно сохранить машину на ходу?
С помощью регулярного обслуживания машину можно поддерживать в ходовом состоянии намного дольше ее нормального срока жизни.
С надлежащим уходом и обслуживанием верхней границы нет. Любая часть, которую нельзя починить, может быть заменена.
Замена частей
Но что если часть нельзя заменить?
Представьте себе огромный дефицит частей на замену для автомобилей. Дефицит топливных насосов, карбюраторов, шин, фар и т. д.
Множество в остальном работающих машин оказались бы на свалке, а все из-за того, что имели какую-то часть, которую невозможно заменить.
В такой ситуации находимся мы с нашими телами. Недостаток запасных частей - основная причина смерти в развивающихся странах. Только в США 35% смертей - почти миллион человек в год - происходит из-за недоступности органов, и с каждым годом проблема только ухудшается.
Из 30 миллионов человек с диагностированными болезнями сердца трансплантаты получат менее 1 из 1000.
Но, благодаря недавним открытиям и новым технологиям, надежда есть. Всех этих смертей можно будет избежать, когда у нас появится возможность создавать новые органы по необходимости с помощью регенеративной медицины.
Эта революционная технология дает возможность создавать средства лечения для болезней, ранее считавшихся неизлечимыми. Для диабета, болезней сердца, почечной недостаточности, остеопороза, травм спинного мозга.
Практически любая болезнь вызванная отказом или повреждением может быть потенциально излечена с помощью регенеративной медицины.
- Министерство здравоохранения США, “2020: A New Vision - A Future for Regenerative Medicine”, 2005 г.
Органы по требованию
Наш нынешний подход к трансплантации органов далек от идеала. Только один из трехсот умирает так, чтобы его органы были пригодны для трансплантации. Более того, требуется найти близкое совпадение.
Все это приводит к длинным листам ожидания. А потом еще есть шанс отторжения трансплантата, когда иммунная система атакует орган, принимая его за инородное тело. Чтобы уменьшить шанс отторжения, реципиент до конца жизни должен принимать иммуносупрессоры.
Новые технологии предлагают намного лучшие пути замены частей. Органы, которые могут быть созданы из собственных клеток пациента, что гарантирует доступность и идеальное совпадение, исключая малейшие шансы отторжения.
В 2019 году ученые напечатали первое в мире живое сердце из человеческих клеток, с кровеносными сосудами, желудочками и камерами.
Все начинается с превращения клеток пациента в стволовые клетки. Эти стволовые клетки могут затем быть перепрограммированы в клетки любой ткани. Различные типы клеток используются в качестве чернил для 3Д-принтера и затем наносятся на каркас.
Некоторые органы сравнительно просты. Мочевой пузырь состоит всего из двух типов клеток. А вот у почек их больше 30. Тем не менее, сложные органы успешно печатаются и имплантируются.
В 2015 году Organovo напечатали человеческую печень для тестирования лекарств Merck. В 2018 Axial3D помогли врачам из Ирландии напечатать первую почку для имплантации живому пациенту.
Biolife4D обещает доставлять идеально подходящие кастомные органы. Они будут сканировать человеческое сердце с помощью МРТ, чтобы определить его точные форму и размер. Затем принтер напечатает сердце, полностью повторяющее сердце пациента. Через несколько дней после печати клетки сливаются, каркас рассасывается, и сердце начинает биться.
Печать органов - большой прорыв. Она позволит отказаться от иммуносуппрессии, листов ожидания и отторжения органов. Люди больше не будут умирать из-за недостатка запасных частей.
Регенеративные технологии, такие как биопечать продлят и улучшат жизни многих. Но какой бы невероятной ни казалась биопечать, это всего лишь начало того, что скоро станет возможным.
Восстановление повреждений
Замена органов требует операций - дорогостоящих и опасных.
Менее инвазивно восстанавливать органы на месте. Делать так, чтобы они излечивались и омолаживались сами собой.
Это больше похоже на настройку, а не на замену двигателя.
Генные терапии и лекарства в ближайшем будущем позволят нам настраивать наши тела. Это позволит нам вернуться в более здоровое и более молодое состояние.
Генные терапии для восстановления
Гены управляют работой всех наших клеток. Генные терапии модифицируют гены либо их экспрессию путем активации, добавления, деактивации или удаления генов.
Некоторые генные терапии используют вирусы для внедрения генов. Другие, такие как CRISPR, могут напрямую модифицировать гены живых организмов.
Испытания генных терапий на других видах показывали удивительные результаты в плане продления жизни. Вот чего мы достигли на других видах:
Дрожжи.
В 2008 году исследователи выключили два гена RAS2 и SCH9, которые ускоряют старение и увеличивают шансы онкологии у человека. Они внедрили модификации этих генов в популяцию дрожжей.
Мы добились десятикратного продления жизни. Это лучший результат, когда либо достигнутый на любых организмах.
- Вальтер Лонго, руководитель исследования, Южнокалифорнийский университет.
Черви
В 1993 году биологи выключили один ген и удвоили продолжительность жизни червей. Ген называется DAF-2 и контролирует рецептор инсулиноподобного фактора роста. У людей он тоже есть. Выключение одного этого гена удвоило продолжительность жизни червей.
В 2013 году другой научный коллектив пошел дальше. Вдобавок к подавлению DAF-2 они заблокировали RSKS-1, который контролирует сигнальные пути нутриентов. Они рассчитывали на 130-процентное увеличение продолжительности жизни, но были шокированы: черви прожили впятеро дольше.
Две мутации создают петлю положительной обратной связи в определенных тканях, что продляет жизнь. Продолжительность жизни этих червей эквивалентна жизни человека в 400-500 лет.
- Доктор Панкай Капахи, руководитель исследования.
Мыши
В 2008 году ученые генетически модифицировали мышей, чтобы они производили больше теломеразы, которая защищает ДНК. Мыши прожили на 50% дольше, а также дольше оставались молодыми и здоровыми.
В 1998 году была создана мышь-карлик путем отключения гена рецептора гормона роста. Ему дали обозначение GHR-KO 11C.
В результате мышь получилась меньше среднего, а так же показала пониженный уровень инсулина и сахара. Она не дожила всего месяц до своего пятого дня рождения. Это более, чем вдвое превышает среднюю продолжительность жизни для таких мышей (2,25 года).
Лекарства для восстановления
Генные терапии - это пока еще область экспериментов и они рискованны. Их очень трудно обратить. В результате, фармацевтические вмешательства для продления жизни продвигаются дальше, когда дело доходит до тестирования на людях.
Устранение сенесцентных клеток
В 2016 году исследователи из Клиники Майо обнаружили, что систематическое удаление сенесцентных клеток два раза в неделю препаратом AP20187 продляет жизнь мышей на 25 процентов. Это также отодвигает на более поздний срок проявление таких болезней как катаракта, ухудшение работы сердца и почек, а также появление опухолей.
После публикации исследования была создана компания Unity Biotechnology чтобы применить такой же подход к людям.
Если мы сможем принести эти открытия в медицину, наши дети вырастут в совершенно другом мире.
Восстановление ДНК
Вещество NAD+ может быть найдено в каждой клетке наших тел. Но его количество снижается с возрастом. Считается, что он играет роль в защите ДНК от повреждений.
В 2017 году международная команда ученых, возглавляемая Дэвидом Синклером, выяснила, что после одной недели лечения веществом NMN, которое превращается в NAD+ в организме, клетки старых мышей вернулись в молодое состояние.
Клетки старых мышей были неотличимы от клеток молодых всего после одной недели лечения. Это наиболее близкий к выпуску препарат для борьбы со старением. Если испытания пройдут хорошо, он появится на рынке через 3-5 лет.
- Дэвид Синклер, Центр биологии старения имени Пола Гленна, Гарвардская медицинская школа.
Испытания NMN на безопасность вскоре начались и были опубликованы в 2020 году. Пока по всему выходит, что препарат безопасен.
Омоложение
Открытие Шиньи Яманаки, позволяющее вернуть клетки в молодое состояние взволновало исследователей старения.
Однако, первоначальные тесты заканчивались катастрофически. Когда мышам давали большие дозы факторов Яманаки, их клетки начинали очень быстро разрастаться, у них появлялись опухоли. Все мыши умерли за один день.
Но в 2016 году Хуан Карлос Исписуа Бельмонте, профессор лаборатории экспрессии генов в Институте Солка нашел способ избежать этого. Применением пониженных периодических доз факторов Яманаки клетки можно перевести в молодое состояние без того, чтобы они превращались обратно в стволовые клетки и забывали свою функцию.
В 2020 году команда из Стэнфорда обнаружила, что низкие дозы факторов Яманаки можно ввести в хрящи, взятые сустава с артритом. Это омолодило их и облегчило воспаление
Члены этой стэнфордской команды основали Turn Biotechnologies, чтобы коммерциализировать терапии для остеоартрита и других заболеваний.
Испытания на людях
Некоторые из этих терапий потребуют годов клинических испытаний на безопасность и эффективность, прежде чем их одобрят для широкого использования. Однако, существуют лекарства, одобренные для других целей, которые показывают многообещающие результаты в борьбе со старением.
В 2019 году исследователи создали коктейль из трех существующих препаратов: лития, траметиниба и рапамицина. Каждый из этих препаратов по отдельности продлевал жизнь плодовых мушек примерно на 11%. Мушки, принявшие комбинацию из трех препаратов, прожили на 48% дольше.
В том же году другая группа ученых сообщила об успехе в испытании другого коктейля лекарств. Но уже на людях.
Исследователи комбинировали человеческий гормон роста rHGH, стероид DHEA и препарат от диабета метформин.
Ученые давали этот коктейль подопытным более одного года, периодически измеряя их биологические часы. В первые 9 месяцев подопытные молодели на 1,6 года в год. Скорость омоложения возросла до 6,5 лет в год в последние 3 месяца испытаний.
К концу испытаний подопытные были на 1,5 года моложе, чем в начале эксперимента. Они скинули по 2,5 года!
Я ожидал увидеть замедление "хода" биологических часов, но не их обращение вспять. Это просто фантастика!
Мы можем считать этот коктейль препаратов эликсиром молодости первого поколения. Дальше технологии будут лишь улучшаться.
БУДУЩИЕ СТРАТЕГИИ
Семь грехов старения известны. И у нас уже есть стратегии для восстановления этих семи типов повреждений.
Когда мы научимся избавляться ото всех этих видов повреждений даже долгожители смогут вернуться в свое тело, каким оно было в 25 лет.
Стратегии восстановления ближайшего времени
Многие из этих стратегий уже были опробованы на мышах. Повторение их на людях - лишь вопрос времени
6. Мутации митохондриальной ДНК: бэкап мДНК в ядре
7. Протеиновые спайки: алагебриум
Наши иммунные клетки очень похожи на амеб. Они рыщут по всему телу, разыскивая инородные частицы и поедают их. С помощью вакцин мы можем натренировать наши клетки искать и поедать межклеточный мусор или убивать сенесцентные клетки.
Наномедицина
Наномедицина находится на пересечении медицины и нанотехнологий.
В основе работы наших тел лежат молекулярные наномашины. В сущности, наша внутренняя биология - это продвинутая нанотехнология, которая совершенствовалась миллиарды лет.
Чинить наши тела скальпелем - все равно, что чинить компьютерный чип гаечным ключом. Масштаб слишком разный.
Ключом к прорывам в медицине может стать наше умение манипулировать материей на микро- и наномасштабах. Мы уже можем создать компьютер, отдельные части которого всего десятки атомов в поперечнике.
Проглотить хирурга
Управляемые наноботы могут быть использованы для точной доставки лекарств или выполнения микрохирургических операций.
Мой друг Альберт Гиббс предложил интересный вариант использования микромашин. Он сказал, что хоть это и неизведанная область, было бы интересно, если бы ты смог проглотить хирурга.
Вы помещаете маханического хирурга в кровеносный сосуд, он путешествует до сердца и осматривается там. Он выясняет, какой из клапанов работает плохо, достает маленький нож и надрезает его. Другие маленькие машины могут постоянно находиться в нашем теле, чтобы помогать работе неправильно функционирующих органов.
Когда мы сможем манипулировать материй на наномасштабе, не будет таких повреждений, которые мы бы не смогли восстановить.
Цифровое бессмертие
Даже если мы вылечим старение, люди все равно продолжат умирать от травм и несчастных случаев.
Институт информации страхования подсчитал, что в США в 2018 году ежегодный шанс для человека умереть от травмы составлял 1 на 1334
Вероятность прожить, не умерев от травм:
1 год - 99,925%
10 лет - 99,253%
100 лет - 92,78%
1000 лет - 47,254%
10000 лет - 0,0555%
Даже если мы достигнем биологического бессмертия, все равно останется риск травм и несчастных случаев. Только один человек из 1800 в среднем доживет до своего десятитысячного дня рождения
Как все мы знаем из личного опыта, если мы не бэкапим важные файлы, мы напрашиваемся на неприятности.
Но как насчет забэкапить наш мозг?
До тех пор, пока существует цифровая копия вашего мозга, вы можете пережить любые инциденты. Нанотехнологии помогут восстановить вас даже после полного разрушения тела и мозга.
Смерть - это потеря информации
Многовековая проблема бессмертия свелась к довольно прямолинейной проблеме хранения данных.
У нас уже есть технология для автоматического сканирования и оцифровывания мозга. Она была создана профессором молекулярной и клеточной биологии Джеффом Лихтманом, который проводит исследования в Гарвардском центре изучения мозга. Ему помогал его студент Кеннет Хэйворт, который позже основал Фонд сохранения мозга.
С тех пор технология вышла на рынок. В 2020 году коллаборация ученых из Исследовательского центра Janelia и из команды Гугла по исследованию коннектома использовала эту технологию для оцифровки мозга плодовой мушки. Ее можно скачать: http://www.flycircuit.tw/ и http://www.fruitflybrain.org/#/
Искусственный интеллект Гугл и алгоритмы обработки изображений были применены для реверс-инжениринга из сканов, полученных с помощью электронного микроскопа. Получилась диаграмма, состоящая из 25000 клеток мозга и 3 миллионов нервных соединений.
В этой работе мы воплотили мечту ученых, который более ста лет. По крайней мере для центрального мозга одного животного со сложным поведением у нас есть полная карта всех типов клеток, всех нейронов и их соединений.
Эта карта занимает всего лишь 26 мегабайт. Но подсчитано, что подобная карта мозга человека займет уже 20 петабай - в миллиард раз больше или примерно 1000 самых больших жестких дисков из доступных сегодня.
В сегодняшних ценах только на одни диски придется потратить 300000$. Но стоимость хранения данных падает в 1000 раз каждые 15 лет. Если тренд сохранится, то к 2035 году бэкап вашего мозга обойдется вам в 300 баксов.
СКОРОСТЬ УБЕГАНИЯ ОТ СТАРЕНИЯ
В 1900 году ожидаемая продолжительность жизни в США составляла 47 лет. К 2000 году она возрасла до 75 лет - на 28 лет за век.
Как долго будет продолжаться тренд?
Другими словами, каждый год в течение 20 столетия ожидаемая продолжительность жизни увеличивалась на 3 месяца.
Если технологии будущего позволят ожидаемой продолжительности жизни увеличиваться более, чем на 12 месяцев за год, мы достигнем технологического бессмертия.
Прожить достаточно долго, чтобы жить вечно
Рэй Курцвейл, автор Fantastic Voyage: Live Long Enough to Live Forever объясняет свое видение будущего.
У нас нет технологии бессмертия прямо сейчас. Однако, вы можете быть достаточно молоды, чтобы дожить до момента в будущем, когда она появится. До этого момента появятся технологии омоложения, которые дадут вам дополнительное время, чтобы дождаться технологического бессмертия.
Я думаю, что первому человеку, который доживет до 1000 лет, сейчас уже 60.
Обри ди Грей, 2004 г.
Сколько вам было в 2004? Если меньше 60, то если де Грей прав, у вас есть шансы отпраздновать свое тысячелетие.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В каждой культуре было название для него: амрита, сома, амброзия, ихор, древо жизни, эликсир молодости, философский камень, фонтан молодости.
Лукас Кранах, "Источник молодости".
Все они олицетворяют одну мечту: избежать старения и смерти.
Современная медицина на пороге открытия настоящего фонтана молодости.
Мы научились продлять жизнь организмов десятикратно; мы омолодили людей на пару лет с помощью препаратов; мы возвращали клетки в молодое состояние; мы разрабатываем технологии, которые однажды дадут нам цифровое бессмертие.
Сможем ли мы?
В 2005 году МИТ дал задачу молекулярным биологам найти изъяны в идее Обри ди Грея о стратегии достижения пренебрежимого старения. Они предложили приз в 20000 долларов за лучший аргумент
Решение судей гласило, что ничьи аргументы не соответствовали критериям и не смогли опровергнуть ди Грея.
С 2005 года мы научились создавать стволовые клетки, печатать органы и модифицировать гены по желанию
Слова Фейнмана так же правдивы сейчас, как когда он их впервые признес: "В биологии не открыто ничего, что бы указывало на неизбежность смерти".
Это подтверждается открытием бессмертных видов - они показывают, что возрастные повреждения можно восстановить. Мы знаем, что это можно сделать. Понять как именно - только вопрос времени.
Стоит ли нам?
Менее ясный вопрос не можем ли мы это сделать, а стоит ли нам это делать.
Некоторые говорят, что оперировать подобными силами - это против природы, что это игра в бога, что это приведет к катастрофе вроде перенаселения и дефицита ресурсов.
Продление жизни неестественно
С такой точки зрения любая технология - от книг и кондицеанеров до мыла - неестественна. Преодолевать наши природные ограничения заложено в самой нашей природе.
Зачем останавливаться на этом, если старение вызывает страдания, болезни и смерть?
Перенаселение
Римский философ Луркеций утверждал две тысячи лет назад, что смерть - это хорошо, она освобождает место грядущим поколениям.
Up, with good grace! make room for sons: thou must.”
Justly, I fancy, would she reason thus,
Justly inveigh and gird: since ever the old
Outcrowded by the new gives way, and ever
The one thing from the others is repaired.
Titus Lucretius Carus in “On the Nature of Things” (circa 60 B.C.)
Но утверждения, что избавление от смерти неизбежно приведет к перенаселению, нехватке места, ресурсов и разрушению окружающей среды, не учитывают новые возможности, которые дают технологии.
Вот пример из истории:
Представим, что вы ученый 200 лет назад, который понял, как значительно снизить смертность младенцев с помощью гигиены. Вы толкаете речь по этому поводу, и кто-то на заднем реду встает и говорит: "Погодите-ка, если мы так сделаем, то начнется перенаселение". Вы отвечаете: "Нет, все будет в порядке, потому что все мы будет носить эти дурацкие резиновые штуки во время секса". Вас бы никто не воспринял всерьез. Но так и случилось. Барьерная контрацепция была широко принята как раз тогда, когда младенческая смертность начала снижаться.
Технологические решения
Технологии, дающие наномедицину и цифровое бессмертие - это те жесамые технологии, что позволят решить проблему перенаселения, нехватки места и истощения ресурсов - одновременно с тем, что позволят населению вырасти в миллион раз.
Наш нынешний подход к выращиванию еды крайне неэффективен. Чтобы прокормить одного человека, нам нужно полгектара земли. Те же полгектара получают в среднем 663 киловатта энергии от Солнца. Если бы мы использовали эту энергию для прямого синтеза еды с помощью нанотехнологий, мы бы прокормили 6853 человека!
Технология синтеза еды позволит людям значительно уменьшить воздействие на окружающую среду и в то же время поддерживать гораздо большее население.
Как насчет нехватки места?
Человечество, как выясняется, занимает немного места. Все мы поместились бы в куб со стороной в милю, а таких кубов поместилась бы 1000 в один только Большой Каньон.
Единственная причина, по которой мы стоим перед проблемой перенаселения и нехватки ресурсов - это неэффективность производства еды с точки зрения использования места и энергии.
Технологии будущего, такие как загрузка сознания не только дадут каждому человеку неограниченное пространство в виртуальной реальности, но и позволят людям жить где угодно. Например на Луне.
Будущие поколения бессмертных людей могли бы жить на Луне
Луна получает 13000 тераватт энергии от солнца. Человеческий мозг потребляет 20. Значит этой энергии хватит, чтобы обеспечить 650 триллионов человек - в 83 тысячи раз больше, чем сейчас на Земле.
Мы могли бы покинуть Землю и позволить природе восстановиться.
Сделаем ли мы это?
Есть убедительные причины попробовать. И у этого есть огромные плюсы.
Мы работаем над этим
Многие организации активно работают. Вот только некоторые из них: SENS research foundation, Calico, Human Longevity, Paul F. Glenn Center for Biology of Aging Research, Molecular Biology Institute, American Academy of Anti-Aging Medicine, BioViva, Turn Biotechnologies, Unity Biotechnology, The Methuselah Foundation, Age X.
Должны ли мы?
Возможно, вопрос звучит не "можем ли мы?" или "стоит ли нам?", но "должны ли мы?"
Каждый день 100000 человек умирает от возрастных заболеваний. Есть ли у нас моральное право попытаться предотвратить все эти смерти?
МЫ СДЕЛАЕМ ЭТО!
Какой старик не мечтал снова стать молодым? Какой больной не мечтал стать здоровым? Когда такое было, чтобы люди не пытались сделать то, что кажется им возможным?
Существует огромный запрос на омоложение и продление жизни. Возможно, не все этим воспользуются, но по крайней мере некоторые. Возможность провести на этой планете больше 120 лет станет доступна.
И если вы сможете прожить достаточно долго, вы сможете жить вечно или, по крайней мере, столько, сколько захотите.
