Евгений Рогаев: Мы исследуем геномы долгожителей, чтобы найти «гены здоровья»

Ɔ. Как можно с помощью генетического анализа предсказать развитие болезни Альцгеймера?

Болезнь Альцгеймера — нейропсихическое заболевание, которое изучают в неврологических клиниках. В 1907 году Альцгеймер обнаружил, что у страдающих этим заболеванием в мозге есть бляшки — накопления белков в межклеточном пространстве — и клубки из белковых клеток, которые находятся внутри нейронов. Тем самым ученый доказал, что за нарушением, которое считали психическим, стоят физиологические поражения.

Вместе с коллегами из Торонто мы стали выяснять, как устроен механизм болезни Альцгеймера, и открыли так называемые пресенилины. Мутации в пресенилинах приводят к раннему развитию болезни Альцгеймера: если есть изменения в этих белках, то почти со стопроцентной вероятностью можно предсказать, что человек до 60–65 лет точно заболеет.

Из 100 заболевших болезнью Альцгеймера такие мутации будут у пяти-семи человек. Хотя активность пресенилинов является необходимым компонентом развития болезни, существуют и другие генетические мутации поздних и наиболее распространенных форм болезни Альцгеймера. Зная эти генные мишени, можно искать направленные на них лекарства.

Ɔ. Как часто психические заболевания обусловлены генетически?

Наряду с исследованием генов болезни Альцгеймера, мы ищем и гены, отвечающие за развитие шизофрении. С этой болезнью все сложнее: найти какой-то четкий признак органических нарушений в мозге, который давал бы возможность однозначно определить наличие этой болезни, не получается. Ранние предположения заключались в том, что шизофрения появляется из-за нарушений «химии» мозга и сбоев выработки активных веществ, химических сигналов, в частности, дофамина. Эти предположения были основаны на том, что препараты, которые использовались для лечения шизофрении, влияют на дофаминовую систему организма. Но убедительных данных, что именно это является причиной болезни, нет. Шизофрения может быть обусловлена нарушениями развития мозга, на которые влияют генетические и негенетические факторы, но какие именно — еще предстоит установить. Пока не удается выявить гены, мутация которых обязательно будет означать, что человек заболеет шизофренией.

Скорее всего, шизофрения — это следствие генетических вариаций в нескольких или многих генах, каждая из которых не имеет сильного патологического эффекта. Но их определенная комбинация в геноме одного человека определяет риск возникновения болезни.

Ɔ. Какие еще факторы влияют на развитие таких генетических заболеваний?

В процессе развития человека происходят так называемые эпигенетические изменения: структура ДНК остается прежней, но меняется активность генов. Они особенно сильно влияют на организм, если происходят в возрасте от года до трех лет.

Например, вирусные инфекции в сочетании с генетическими факторами могут привести к повышению вероятности возникновения психических заболеваний. Исследование таких изменений — это новая научная область, в рамках которой можно будет изучать риск развития аутизма, шизофрении и других болезней, затрагивающих психику человека.

Ɔ. Есть ли возможность повернуть такие эпигенетические изменения вспять? Снизить риск развития психических заболеваний?

В отличие от генетических мутаций, эпигенетические изменения в принципе обратимы. В процессе развития и созревания организма геном каждого типа клеток, нейронов, печени, мышц и так далее приобретает свой эпигенетический отпечаток. При культивировании клеток кожи в чашке Петри такой отпечаток можно «стереть» и изменить активность генов, превратив их в другой тип клеток.

В природе есть один уникальный пример, который иллюстрирует, что можно повернуть развитие организма в обратную сторону. Наши итальянские коллеги обнаружили медузу, которая называется Туритопсис — она в буквальном смысле умеет поворачивать время вспять. Обычная медуза сначала рождается и пребывает в состоянии полипа, после чего размножается и умирает, как и все животные. Туритопсис после размножения не погибает, а проходит все эти стадии задом наперед, из взрослой стадии медузы превращаясь обратно в полипа. Сколько таких циклов проходит это существо, пока неизвестно. Одна из возможных причин заключается в том, что данный вид животного таким образом реагирует на стресс и, вместо того чтобы умирать, переходит в более безопасную для него форму существования. Мы предполагаем, что у этого животного может перепрограммироваться геном, что включает обратный процесс развития. Для понимания, какие гены вовлечены в такой процесс и как меняется их активность, сначала нужно определить последовательность генома и всех генов этого животного, чем мы и занимаемся. Этот организм может являться природной моделью «борьбы» со старением.

Наши итальянские коллеги обнаружили медузу, которая умеет превращаться обратно в полипа. Этот организм — природная модель «борьбы» со старением

Почему важно попытаться максимально отодвинуть старение? Потому что это главный фактор для возникновения многих распространенных заболеваний человека. Если мы отодвигаем запрограмированный процесс старения, то автоматически предотвращаем риск заболеть и умереть от условного Альцгеймера, рака, сердечно-сосудистых и других старческих заболеваний. Даже если у человека существуют генетические факторы риска, предписывающие ему такую болезнь, то по какой причине она проявляется только в зрелом возрасте или в старости?

Мы предполагаем, что в пожилом возрасте у человека начинаются эпигенетические изменения, влияющие на активность генов, которые, наряду с генетическими факторами, приводят к возникновению заболеваний. И сегодня мы знаем, что при старении некоторые участки генома человека в разных типа клеток меняют свою активность. Как и в случае с болезнью Альцгеймера, мы потенциально можем воздействовать на генные мишени, а значит, регулировать в будущем многие болезни старения.

Ɔ. Как вы думаете, насколько реалистична возможность преодолеть смерть?

Идея, что человек сможет биологически жить до бесконечности, пока беспочвенна. Никакая диета или пилюли нам в этом не помогут. Все животные имеют определенную видовую продолжительность жизни, в том числе и человек. Самому пожилому человеку, которого исследовали ученые, было 114 лет.

Да, действительно, сейчас увеличилась средняя продолжительность жизни, в первую очередь благодаря успешным методикам лечения многих инфекционных болезней и резкому снижению детской смертности. Но этого недостаточно. Одно из направлений наших исследований — поиск так называемых «генов здоровья». Мы исследуем геномы долгожителей, чтобы понять, как они дожили до своих лет без рака, деменций и других старческих заболеваний. И если такие естественные генетические механизмы защиты организма будут найдены, то эти знания могут быть использованы и в разработках способов лечения и предотвращения «популярных» болезней в среднем и позднем возрасте.

Евгений Рогаев — профессор МГУ, заведующий отделом геномики человека Института общей генетики РАН

Беседовала Василиса Бабицкая