Учёные Сколтеха (входит в группу ВЭБ.РФ) и их соавторы из AIRI впервые количественно оценили, насколько соматические мутации — случайные изменения ДНК, накапливающиеся в клетках с возрастом, — ограничивают максимальную продолжительность жизни человека. Работа опубликована в журнале npj Aging (Nature Portfolio) и поддержана грантом Российского научного фонда.

Соматические мутации — это случайные изменения ДНК, которые возникают в клетках организма в течение жизни. В отличие от герминальных (зародышевых) мутаций, они не передаются по наследству, но постепенно накапливаются с возрастом и могут повреждать клетки, нарушать их функцию и способствовать развитию возрастных заболеваний.

Исследователи разработали многоступенчатую математическую модель, которая позволила последовательно «включать» различные механизмы старения и оценивать, как долго мог бы жить человек, если бы все обратимые процессы старения были устранены, кроме соматических мутаций.

«Ключевой результат работы — обнаружение больших различий между разными типами тканей. Нейроны и кардиомиоциты, лишённые способности к делению, оказались главным ограничивающим фактором: при устранении всех прочих причин старения одни лишь соматические мутации снижают теоретическую медианную продолжительность жизни с 1759 (для гипотетического нестареющего организма человека) до 156 лет. В то же время ткани с высокой регенеративной способностью — например, печень — могут поддерживать свою функцию на протяжении тысяч лет за счёт постоянного обновления клеток, эффективно нейтрализуя негативное влияние мутаций», — поделился результатами один из ключевых авторов работы Евгений Ефимов, стажёр-исследователь Центра био- и медицинских технологий Сколтеха и научный сотрудник Института AIRI.

Интеграция моделей всех критических органов позволила рассчитать, что даже при полном устранении всех прочих обратимых признаков старения соматические мутации ограничивают медианную продолжительность жизни человека диапазоном 146–194 лет — примерно вдвое больше текущей средней продолжительности жизни в развитых странах.

«Наше исследование показывает, что соматические мутации вносят значительный вклад в старение, но не могут сами по себе объяснить наблюдаемую смертность, — отмечает соавтор работы, научный сотрудник Центра био- и медицинских технологий Сколтеха и старший научный сотрудник института AIRI Дмитрий Крюков. — Это означает, что другие механизмы старения — например, потеря протеостаза, митохондриальная дисфункция или эпигенетические изменения — вносят сопоставимый вклад в ограничение продолжительности жизни».

Работа предлагает новый количественный подход к изучению старения, позволяющий ранжировать отдельные механизмы по их вкладу в ограничение продолжительности жизни и определять приоритеты для разработки терапевтических стратегий.

«Теперь мы можем не просто говорить, что мутации вредны, а количественно оценивать, насколько именно они сокращают жизнь, и сравнивать их вклад с другими процессами старения, — добавила научный руководитель работы Екатерина Храмеева, доцент Центра био- и медицинских технологий Сколтеха. — Эта работа важна для того, чтобы понять, на изучение каких механизмов старения стоит тратить ресурсы в первую очередь».

В перспективе предложенный подход может быть распространён на другие ткани и органы, а также на другие виды, что позволит проверять гипотезы о механизмах старения на межвидовом уровне. Авторы также планируют включить в модель другие признаки старения — митохондриальную дисфункцию, потерю протеостаза, укорочение теломер, эпигенетические изменения — чтобы построить полную количественную теорию старения человека.