"Мы проникли в тайны ДНК, чтобы понять, с какой скоростью стареют люди", - генетик Стив Хорват

Создатель «часов старения» в эксклюзивном интервью рассказал об исследованиях, которые определяют шансы стать долгожителем и прогнозируют риск преждевременной смерти

Исследователь Стив Хорват известен во всем мире как создатель самых точных «часов старения», достовернее всего измеряющих настоящий биологический возраст человека и его отдельных органов. Корреспондент «КП» стал первым и единственным российским журналистом, кому ученый рассказал о новейших исследованиях.

КОГДА ВРАЧИ НЕ ВЕРЯТ СВОИМ ГЛАЗАМ

- Вы слышали о латиноамериканском парадоксе? Когда американские врачи обследуют мексиканцев, живущих в США, то приходят в ужас: у них в крови зашкаливает вредный холестерин, сахар, высокий уровень воспаления. По всем медицинским признакам это пациенты из группы повышенного риска, то есть по логике должны были бы умирать быстрее (чем население в среднем. - Авт.). Однако большинство латиноамериканцев живут не то что не меньше, а дольше европейцев! В среднем на 3 — 4 года, - рассказывает профессор в области биостатистики и генетики человека Медицинской школы Калифорнийского университета (Лос-Анджелес, США), доктор наук Стив Хорват.

Пять лет назад, в 2013 году, исследователь опубликовал научную работу о так называемых эпигенетических часах (epigenetic clock). Оказалось, что его метод несравненно точнее, чем какой бы то ни было другой, определяет биологический возраст сердца, мозга, печени, других органов и человека в целом. Причем, такой возраст может не совпадать с паспортным: если молекулярные часы спешат, люди стареют и, увы, умирают быстрее. Но бывает, что биочасы отстают от календарных, и тогда счастливчик может выглядеть моложе, чем по паспорту, дряхлеет медленнее и у него велики шансы стать долгожителем.

- Именно так оказалось у латиноамериканцев, - улыбается Стив Хорват. - Мы проверили биологический возраст по наборам образцов ДНК около 6 тысяч человек из разных этносов, включая афроамериканцев, европеоидов, жителей Восточной Азии и латиноамериканцев — оказалось, что последние, как правило, моложе своего хронологического возраста. То есть стареют медленнее и потому в среднем живут дольше тех же европейцев (по крайней мере, в США. - Авт.), даже не смотря на плохие показатели клинических анализов крови. Почему их часы старения отстают? Есть предположение, что благодаря более крепкой иммунной системе, а вот за счет чего она так хорошо сохраняется и продолжает работать — пока остается загадкой и предметом исследований.

ДНК ПОКРЫВАЕТСЯ «РЖАВЧИНОЙ»

- Профессор, вы могли бы объяснить максимально просто: как работают ваши ДНК-часы?

- Представьте себе машину, со временем она ржавеет. Так же возраст оставляет следы на молекуле ДНК: на определенных ее участках «оседают» химические соединения сродни ржавчине (метильные группы CH3). Они меняют работу генов, это называется метилированием ДНК. Измеряя количество и местонахождение «ржавчины» (метильных групп), можно наиболее точно определить биологический возраст человека. (Уточним, что это упрощенное объяснение, метафора, а для тех, кто глубже интересуется генетикой, ученые добавляют: на самом деле с возрастом меняется именно общая картина расположения метильных групп на молекуле ДНК, то есть где-то они действительно «оседают», а где-то, наоборот, удаляются. - Авт.).

Чтобы выяснить, как выглядит рисунок распространения «ржавчины» на ДНК, соответствующий тому или иному возрасту, и создать алгоритм для такого тестирования, ученый потратил больше 4 лет. Он разработал специальную компьютерную программу и исследовал 8 тысяч образцов человеческой ДНК. «Математический анализ показал, что возраст точнее всего отражают 353 отметки на молекуле ДНК (то есть 353 места прикрепления метильных групп, или «оседания ржавчины». - Авт.)», - поясняет Хорват.

- Но есть нюанс: аналогия с ржавчиной не срабатывает, когда мы говорим о молекулярных часах у детей, - уточняет профессор. - До 21 года, пока наш организм растет, это будут не «часы старения», как у взрослых, а «часы развития». Причем, исследования показали, что в детском возрасте молекулярные часы идут значительно быстрее, но это не имеет негативного смысла: человек именно развивается, а не стареет. В возрасте около 21 года часы замедляют свой ход и потом, если человек более-менее здоров и нет факторов, ускоряющих старение (см. далее. - Авт.), то в течение всей остальной жизни наши молекулярные часы идут с равномерной, одинаковой скоростью.

С КАКОГО ВОЗРАСТА НАЧИНАТЬ БОРОТЬСЯ СО СТАРОСТЬЮ?

- Выходит, до 21 года у нас на ДНК появляется скорее не ржавчина, а полезные отложения. А уже с 22 лет процесс метилирования, то есть появления той самой «ржавчины» на ДНК, которую измеряют ваши часы, становится неблагоприятным? То есть фактически мы стареем уже с 22 лет?!

- Когда начинается старение - очень сложный вопрос. Поскольку есть много теорий по поводу того, что именно считать старением на самом деле. Но я могу сказать, что по нашим данным с 20-летия и до 40-летия метилирование ДНК и процессы, лежащие в его основе, скорее играют положительную роль: по всей видимости, защищают организм от рака. А примерно с 55 — 60 лет эти процессы начинают вести к плохим последствиям, включая тяжелые возрастные болезни.

- Сейчас много говорят о создании лекарств и методов лечения, останавливающих старение и даже омолаживающих человека. Исходя из ваших данных, получается, вмешиваться в процесс, например, начинать чистить ДНК от «ржавчины», имеет смысл не раньше чем в 55 — 60 лет?

- Сам по себе метод именного такого вмешательства (то есть попытки изменить рисунок метилирования, очистить ДНК от неблагоприятной «ржавчины». - Авт.) пока не выглядит достаточно обоснованным. Потому что до конца не ясно, показывают ли мои молекулярные часы лишь последствия старения или они отражают процессы, которые сами по себе служат причиной дряхления организма. Так что исследования продолжаются.

В ЖЕНСКОЙ ГРУДИ БИОЧАСЫ ИДУТ БЫСТРЕЕ

- Тогда давайте поговорим о том, для чего сейчас можно применять ваши часы и что уже удалось выяснить с их помощью.

- Во-первых, они позволяют определить биологический возраст как организма в целом, так и отдельных органов. Исследования показали, что в целом наши органы обычно стареют с более или менее одинаковой скоростью, но есть исключения. Например, у женщин грудь стареет быстрее всего организма — в среднем биологический возраст клеток молочной железы на 2 — 3 года больше.

- Почему так происходит?

- Думаю, это связано с гормонами. В женской груди много эстрогена, благодаря которому она растет, но со временем ускоренное развитие переходит в более раннее старение. С другой стороны, такой эффект более раннего старения может быть защитным. Потому что так называемые сенесцентные («дряхлые») клетки, с которыми связывают старение, в то же время помогают противостоять раку: то есть клетка стареет, перестает делиться и не может дать старт развитию опухоли. Так что старение груди, возможно, защищает ее от рака.

САМЫЙ МОЛОДОЙ ОРГАН ЧЕЛОВЕКА ЭТО...

- Также мы решили выяснить, какой орган у человека стареет медленнее всего, - продолжает ученый. - Мне довелось исследовать организм женщины, которой было 112 лет, таких называют супердолгожителями. С помощью молекулярных часов измерили возраст 30 разных частей ее тела, посмотрели практически все, и оказалось, что моложе всего… мозжечок. Это часть мозга, которая находится в затылочной части головы и отвечает за координацию движений, регуляцию равновесия и мышечного тонуса. Потом я изучил еще много образцов из баз данных по долгожителям — все подтвердилось: действительно мозжечок у людей стареет значительно медленнее остального мозга и всего тела.

Почему — пока вопрос. Вообще, в результате моих исследований возникает много вопросов (улыбается).

- Это здорово, правильные вопросы продвигают науку. А правда ли, что мозг в целом стареет медленнее всего организма и ресурс жизни у него больше?

- Это правда, исследования подтверждают, что наш мозг стареет медленнее. У той 112-летней женщины мозг был примерно на 5 лет моложе тела, но мозжечок при этом оказался намного младше — лет на 15.

ЭПИЗОДИЧЕСКИЕ ДИЕТЫ НЕ ОМОЛАЖИВАЮТ

- Недавно мы опубликовали научную работу о новых молекулярных часах — этот алгоритм позволяет более точно определять биологический возраст и скорость старения в зависимости от определенных факторов, - рассказывает профессор Хорват. - Например, эти часы подтвердили то, о чем давно говорилось, но не было железных доказательств: курящие люди действительно стареют быстрее.

- А если человек бросает курить — можно откатить возраст назад, хотя бы вернуть его к хронологическому?

- Пока мы это не проверяли, обязательно выясним. Зато есть много данных о влиянии ожирения. Наши исследования показали: если у человека есть значительный лишний вес (см. ниже «Будь в курсе». - Авт.), то биологический возраст больше, старение идет быстрее. И особенно сильно дряхлеет печень: у людей с ожирением она может быть на 10 — 15 лет старше хронологического возраста. Самое обидное, что если такой человек похудеет, то его биологические часы, скорее всего, не вернутся назад, к более молодому возрасту. По крайней мере, данные, полученные через 9 месяцев после нормализации веса, показывают, что печень ничуть не помолодела.

Теоретически, поскольку у нашей печени есть способность к регенерации (самовосстановлению), можно предположить, что лет, скажем, через 5 этот орган все же вернется к своему нормальному возрасту при условии, что человек все это время будет стройным и без лишнего веса. Но это лишь предположение. Поэтому можно посоветовать всем: старайтесь не доводить себя до ожирения никогда. Ведь даже если вы потом сбросите избыточный вес, то время, на которое успел ускоренно состариться ваш организм, назад, возможно, уже не вернешь.

Особенно малы шансы улучшить свой биологический возраст у тех, чей вес скачет — то падает, то снова растет, считают специалисты.

БУДЬ В КУРСЕ

Речь идет не просто о лишнем весе, а об ожирении — профессор Хорват упоминает термин «obesity». Чтобы выяснить, есть ли у вас ожирение, нужно измерить свой индекс массы тела (ИМТ). Для этого берем свой рост в метрах, возводим в квадрат, а потом массу тела в кг делим на полученную цифру. Если это число попадает в промежуток 18,5 — 24,9, то у вас идеальные значения. ИМТ от 24,9 до 29,9 - «просто» избыточный вес, его нужно снижать, но пока это еще не медицинский диагноз; ИМТ от 30 до 35 - ожирение 1-й степени, от 35 до 40 — ожирение 2-й степени, от 40 и выше — ожирение 3-й степени, или «морбидное», то есть связанное с повышенным смертельным риском.

РОДЫ СТАРОСТЬ ПРИБЛИЖАЮТ ИЛИ ОТДАЛЯЮТ?

- Профессор, недавно нашумела новость, что женщин старят роды. У вас есть данные об этом?

- Мы исследовали 10 тысяч женщин, у которых были дети, в том числе много детей, и оказалось, что это никак не влияет на биологический возраст — не ускоряет старение. Но и не замедляет его.

- То есть утверждения, что роды омолаживают женский организм, тоже не верны?

- Да, наши данные не подтверждают омоложения благодаря родам. В то же время есть предположение, что грудное вскармливание детей, возможно, немного снижает биологический возраст женщины. Мы предполагаем это по аналогии с тем, что кормление грудью, как известно, в некоторой степени снижает риск рака молочной железы. Повторю, пока это лишь гипотеза, но мы исследуем ее.

А еще о женщинах мы выяснили, что те, у кого менопауза наступила раньше на 5 — 10 лет, имеют более высокий биологический возраст, хотя, и не критично: больше на 1 — 2 года.

КРАСНОЕ МЯСО УСКОРЯЕТ СТАРЕНИЕ НА УРОВНЕ ПОГРЕШНОСТИ

- Сейчас часто можно встретить призывы отказаться от красного мяса, чтобы улучшить здоровье и продлить жизнь. Что скажете?

- Мы это изучали очень внимательно, на большой выборке образцов ДНК - более 4 тысяч. Когда сравнили употребление красного мяса (говядина, свинина) с употреблением белого (курица, индейка), то разница по влиянию на биологический возраст оказалась просто минимальной, едва различимой. То есть красное мясо старит буквально на уровне погрешности. Я сам его много ем. Если бы увидел хоть какие-то подтверждения, что это вредит, ускоряет старение, то безусловно перестал бы. Но, между прочим, не стоит забывать, что в мире остро стоит проблема железодефицита (в том числе латентного, который существует даже при нормальном уровне гемоглобина. - Авт.), некоторым людям очень не хватает в организме железа, так что им просто необходимо есть красное мясо, где этого элемента больше всего и откуда он лучше всего усваивается. Хотя, конечно, все зависит от конкретного человека, его состояния здоровья — нужно советоваться со своим врачом.

А еще наши исследования показали, что рыба, овощи и фрукты достоверно улучшают ваш биологический возраст. Также люди, которые физически активны, стареют медленнее.

КАК ДЕЙСТВУЕТ СТРЕСС

- Профессор, а свой биологический возраст вы проверяли?

- Да. По паспорту мне 50, биологический возраст оказался чуть-чуть больше.

- У вас работа связана со стрессами — может, это они так действуют?

- Влияние стрессов мы тоже исследовали. И есть хорошая новость: кратковременные стрессы — например, когда люди разводятся или на работе какая-то неприятность случилась, не ускоряют старение. И только если человек страдает очень долгий срок, как например, дети, которые растут в условиях физического, психического насилия, или когда вся жизнь связана с постоянными переживаниями, то молекулярные часы показывают, что люди старше своего календарного возраста.

УЗНАТЬ СВОЙ ИСТИННЫЙ ВОЗРАСТ

- Если я захочу узнать точный биологический возраст своего сердца или мозга — что нужно сделать?

- Для этого понадобятся образцы клеток каждого органа. Но вы вряд ли на это согласитесь — нужно делать биопсию (то есть отщипывать кусочки ткани органа, как при диагностике рака. - Авт.). Поэтому первоначально для исследований брались образцы от умерших людей. Но недавно мы разработали новый алгоритм, который достоверно определяет биологический возраст человека по крови. Оказалось, что по клеткам крови с помощью специального тестирования можно достоверно судить о возрастном состоянии большинства органов, в том числе о состоянии клеток мозга, отвечающих за когнитивные (то есть мыслительные. - Авт.) способности.

Этой технологией уже успели воспользоваться, например, правоохранительные органы в Германии. Был случай, когда задержали беженца без удостоверения личности, и он заявил, что несовершеннолетний. Полиция не поверила, был использован тест для определения возраста по крови. Оказалось, что беженцу около 25 лет.

СПРАВКА "КП"

Сегодня лицензия на определение биологического возраста по крови на основе алгоритма Стива Хорвата есть лишь у одной из американских биотехнологических компаний. «Сам я не имею к этому прямого отношения, патент на мое открытие принадлежит университету (Калифорнийский университет, UCLA. - Авт.), и он выдает лицензии по своему усмотрению», - поясняет ученый. Стоимость анализа сейчас — около 300 долларов. Эксперты считают, что чем шире начнет применяться эта технология со временем, тем дешевле станет тест.

ОСТАНОВИТЬ СТАРЕНИЕ

- Доктор Хорват, самое главное и самое важное для человечества значение созданных вами часов, как говорят ваши коллеги-исследователи — это их использование в качестве биомаркера. То есть для оценки того, будут ли работать те или иные лекарства и методы, предназначенные для замедления старения и омоложения человека.

- Да, именно так. И я сам, конечно же, тоже работаю над способами остановить старение.

- И какой метод кажется вам самым перспективным?

- Меня, как и многих других ученых, больше всего вдохновляет омоложение клеток с помощью факторов Яманаки.

Синья Яманака - японский ученый, получивший Нобелевскую премию по физиологии и медицине за перепрограммирование клеток. Основываясь на его открытиях, исследователи пришли к выводу, что воздействие четырех специальных ферментов — факторов Яманаки - позволяет «обнулять» возраст клеток, омолаживать их. Такой эксперимент уже был проделан в лаборатории на мышах в Институте Солка (Калифорния) командой ученых под руководством Хуана Карлоса Исписуа Бельмонте.

- Но пока загвоздка в том, что такая терапия чревата опаснейшим эффектом — развитием рака. Это проблема номер один, - говорит Стив Хорват. - Яманака использовал 4 фактора. Они на сегодня дают высочайший риск рака. Возможно, если использовать три фактора или даже два, то мы уже получим необходимый эффект омоложения, но при этом риск рака будет минимизирован. Нужно проверять, какие из факторов подействуют на «часы старения». И мы этим занимаемся.

ВМЕСТО ВЫВОДА

- Конечно, как ученый, я должен быть очень осторожен, не делать необоснованных громких заявлений, но у меня есть глубокая убежденность (основанная на моих и других исследованиях), что уже в течение ближайших 5 лет появятся методы, которые позволят безопасно замедлять старение у людей, а затем и давать омолаживающий эффект, - подводит итог профессор Хорват. - Я уверен, что следующее поколение — моя дочь и ее сверстники — точно будут стареть медленнее и смогут жить минимум на 20 лет дольше. Думаю, что и мое поколение — 45 — 50-летних сможет воспользоваться антивозрастными методами.

ПРОВЕРЬ СЕБЯ

Что ускоряет и замедляет наши ДНК-часы

В ходе исследований Стив Хорват и его команда выяснили, что «часы старения» идут быстрее, если у человека есть любой из таких факторов:

1. Повышенный уровень глюкозы в крови (по данным эндокринологов благополучным считается показатель глюкозы менее 5,5 ммоль/л).

2. Повышенный уровень С-реактивного белка, СРБ (это показатель системного воспаления в организме, оптимальный СРБ < 1,5 мг/л).

3. Повышенный индекс массы тела, ИМТ, и объем талии (идеальный ИМТ 18,5 — 24,9; ИМТ свыше 30 — ожирение; оптимальный объем талии для мужчин менее 94 см, для женщин — менее 80 см).

4. Повышенное систолическое (верхнее) давление (в возрасте до 50 лет оно должно быть менее 120 мм рт ст, от 50 до 75 лет — не выше 130 мм рт ст).

5. Повышенный уровень триглециридов в крови (оптимальный показатель - менее 1,8 ммоль/л).

«Часы старения» замедляются, если:

- У вас высокий уровень «хорошего» холестерина в крови (липопротеины высокой плотности, ЛПВП; оптимальный показатель 1,5 ммоль/л и выше).

- Вы едите рыбу (специалисты рекомендуют налегать на дикую морскую рыбу 2 — 3 раза в неделю).

- Вы едите фрукты и овощи.

- Вы умеренно употребляете алкоголь (до одного-полутора бокалов сухого вина в день не более 5 дней в неделю при отсутствии противопоказаний).

- Вы уделяете время физнагрузкам (не менее 30 минут умеренных физнагрузок ежедневно 5 дней в неделю).

- У вас высокий уровень образования.

ДОСЬЕ «КП»

Стив Хорват родился во Франкфурте (Германия). Получил степень PhD (аналог российского кандидата наук) в области математики в Университете Северной Каролины в 1995 г., стал доктором наук в области биологической статистики в Гарварде в 2000 г. Тогда же начал работу в Калифорнийском университете (University of California, Los Angeles, UCLA) профессором в области генетики человека в Медицинской школе Дэвида Геффена UCLA и профессором по биостатистике UCLA.