April 1st, 2013

Обзорная классификация технологий и методов борьбы со старением

Ранее не было постов о борьбе со старением, этот будет первым. В нём рассмотрена довольно тривиальная классификация технологий и реализуемых ими методов (как существующих, так развивающихся, так и ещё не созданных), применимых для борьбы со старением. Безусловно, данное деление является в существенной степени личным мнением, но оно может быть обосновано и оно открыто к дискуссиям. Начнём классификацию "сверху".

Наивысшими раздельными классами являются подходы "Поддерживать чтобы не ломалось" и "Исправить что сломалось".
Первый подход это совокупность методов управления и тонкой настройки биологических процессов и цепей, таких как сигнальные пути, метаболизм, генетическая экспрессия, клеточная дифференциация, иммунный ответ, собственно геном... Итак, управление и тонкая настройка процессов чтобы системы организма поддерживали своё стационарное состояние, полноценно обеспечивали свои функции, не отказывали и восстанавливались от износа в течении столь долгого времени, сколько хочется жить (пока сидим на соответствующей поддерживающей терапии, если системы поддержания не были полностью зафиксированы в организме).
Второй подход это регенеративная медицина (как клеточная терапия, так и инженерия тканей/органов) и протезирование (тоже биоинженерия, но больше техники). Не люблю дихотомию "новый орган/искусственный протез/гибридная система", конечный выбор зависит от того, что технически проще в момент времени проведения операции.

Реализация типа "замены деталей" выбирается чисто по принципу что проще сделать и что будет оптимальнее работать, других принципиальных соображений тут нет. Можно назвать такой подход грубым и радикальным - выкинуть и заменить суррогатом, вместо восстановления до исходного состояния, но это не более чем текущие технические условности конкретных медицинских протоколов.
Настоятельно буду утверждать что классическая трансплантация является заведомым тупиком, поскольку  победа над отторжением требует такого высокого уровня иммунологии и проч., что при тех достижениях задачи трансплантации перестанут быть актуальны за счёт других методов - например, контроля дифференциации. Расшифровать пути формирования иммуногенности/толерантности и создать методы их глубокого контроля сопоставимо по сложности с расшифровкой клеточной дифференциации и созданием методов глубокого её контроля.
Способы "Предотвращения отказов":
 -- Клеточные технологии: починка отказывающих органов за счёт клеток типа стволовых, тема сейчас очень модная, не буду её в очередной раз расписывать.
 -- Контроль дифференциации: расширенный вариант клеточных технологий. Расшифровка механизмов дифференциации клеток (и регуляции дифференциации) даст ключи (конечно, наверняка не все, но многие) и к эффективной клеточной терапии на "самоорганизации" (когда клетки сами в организме разбираются что и где восстанавливать, на грубом варианте сейчас работает вся терапия СК), и к лучшему выращиванию органов (больше возможных команд к формированию тканей и структур из разных тканей в биореакторе), и к контролю онкологии (больше путей "куда бить" и даже "как вразумить", пример - много ведётся разработок о том, как запустить обратно в работу в раковых  клетках онкоуспрессоры, чтобы те или ушли в апоптоз, или хотя-бы делиться перестали).
 -- Контроль иммунной системы: дешифровка подробностей работы иммунной системы прольёт свет и на старческие отказы, и на аутоиммунные заболевания (настоящее излечение аутоиммунных болезней, а не сегодняшние кортикостероиды, это уже само по себе может потянуть на нобелевку по медицине) и, в некоторой степени, на онкологию тоже.
 -- Слежение за метаболизмом: сборник контуров управления, речь идёт об имплантируемых химических сенсорах с контурами медикаментозного ответа. Да, конечно-же, это требует разработки широкого спектра разных препаратов для направленного блокирования-активации каких-нибудь рецепторов-транспортеров-токсинов. Мишени, сенсоры и агенты в каждом случае разные, но принцип "датчик ->сигнал->ответ->эффект препарата" один. Хороший пример - искусственная поджелудочная железа, уже в процессе (или даже выполнены) испытания на людях.
 -- Контроль генетической экспрессии: вариант предыдущего пункта, но целями являются участники генетических каскадов, в роде факторов транскрипции (ко-факторов сплайинга и т.д., короче, всех, кто где-то что-то включает, выключает и регулирует по ходу Транскрипция--трансляция). Агенты тут и малые молекулы (агонисты рецепторов,
ингибиторы/активаторы ферментов), и белки (собственно факторы или сигнальные), или регуляторные РНК (регуляция экспрессии через микроРНК). Тут примеров практически нет на данный момент (кроме банальных стероидов и плохих противовирусных на антисенсовых модифицированных РНК).

Названное "предотвращением отказов" включает в себя как самовосстановление чего-то повреждённого (на любом уровне, начиная от молекул, заканчивая органами), так и внесения контуров управления (например, слежение за какими-то метаболитами и ввод чего-то в организм в зависимости от их уровня для коррекции уровня чего-то). Управление необходимо для поддержания в "стационарном" состоянии, которое можно назвать "молодым", которому соответствуют определённые значения того, чем управляют (речь и о метаболитах, и о сигнальных молекулах, и о чём-то токсичном и т.д.). Важно отметить что это "тонкие" биохимические и молекулярно-биологические манипуляции, которые требуют значительно больших знаний и методов, чтобы лезть ими в организм с хорошим результатом (пример - сегодняшняя генетическая терапия человека....), многое из этого является научным экстримом.

Собственно неклассифицируемый гипотетический научный экстрим, который уже с трудном вписывается в разобранные категории:
Усиление стабильности генома (например, удаление транспозонов редактированием генома), усиление противоопухолевой защиты (например, внесение механизмов онкосупрессии у высоко онкорезистентных организмов способами генетической терапии), "разгон" ДНК-репарирующих систем (есть у кого лучше, чем у людей). Усиление онкозащиты даст возможность "разгонять" разные регенеративные вещи (от, банально, теломеразы, до дедифференциации клеток с последующей глубокой регенерации). Выборочные крупномасштабные генетические манипуляции могут дать ткани со свойствами, не имеющими места в природе (например, специализированные клетки без протоонкогенов вообще. Тут простор для экстраполяции большой). Опять-же, контуры управления на основе синтетической биологии могут быть добавленными через искусственные хромосомы, если необходимо делать контуры управления прямо в клетках. Контуры управления со множественными целями (как по мониторингу, так и по ответу) могут быть реализованы на имплантируемых чипах с микрофлюдикой и субстрат-специфичными электродами, с антителами, с ДНКовыми зондами... Сами средства управления будут не только низкомолекулярными ингибиторами/активаторами каких-то целей, они могут быть и антителами (в том числе и абзимами), и изменёнными участниками участников биологических каскадов (например, изменённые белки - аналоги каких-нибудь факторов транскрипции).
Список может быть продолжен на сколь угодно много возможных примеров экстраполяцией и комбинацией текущих разработок и принципиально непротиворечивых гипотетических способов целевого вмешательства.