Старение: испытание алагебриума на человеке

Первое испытание алагебриума на человеке, результаты которого были опубликованы в 2001 в престижном журнале Американской кардиологической ассоциации "Серкьюлейшен" ("Кровообращение"), выглядели, как прикидочная попытка сделать нечто большее.

У 73 пожилых мужчин и женщин с признаками артериосклероза измерили кровяное давление и эластичность сосудов, после чего этих людей разделили на две случайно составленные (рандомизированные) группы.

В течение двух месяцев две трети пациентов получали таблетки алагебриума, а остальные - неотличимые внешне пилюли без активного вещества (плацебо-контроль). Через месяц и в конце испытания измеренные в начале параметры перепроверили.

Результаты были не вполне четкими и допускали различные интерпретации, однако это исследование по самой своей природе считалось предварительным, и большинство специалистов, учитывая несомненные успехи, достигнутые в опытах на животных, предпочло толковать любые сомнения в пользу эффективности лекарства. Систолическое и общее артериальное давление снизилось в обеих группах, вероятно, в связи с необычно сильным "плацебо-эффектом", т.е. верой в пользу принимаемых таблеток, которая, как уже давно известно, сильно влияет на состояние гипертоников.

В любом случае, объективный вывод заключался в отсутствии заметного действия алагебриума на давление в сосудах. В то же время оценка по двум разным показателям эластичности артерий говорила о ее улучшении у получавших лекарство людей по сравнению с плацебо-контролем. Однако один из методов измерения был раскритикован с технической точки зрения, и сам характер сопоставления групп делал его результаты неубедительными.

Впрочем, обобщение данных дальнейших испытаний позволило прийти к более определенным выводам. К разочарованию "Алтеона" они наводили на мысль о том, что алагебриум никогда не будет официально одобрен для клинического использования. Эти ранние клинические испытания охватывали более тысячи пациентов с ИСГ, ДСН, систолической сердечной недостаточностью (иногда в сочетании с компенсаторным разрастанием левого желудочка) и даже с эректильной дисфункцей, а также несколько здоровых индивидов.

Результаты достаточно четко указывали на безопасность алагебриума и его способность расщеплять конечные продукты гликирования (КПГ), однако такой эффект был явно недостаточен для заметного функционального улучшения. Изменения диастолической податливости сердца не впечатляли; особой пользы от повышения эластичности артерий не наблюдалось; влияние собственно на гипертонию, если и отмечалось, то минимальное. Зачастую главная цель испытаний оставалась недостигнутой, а улучшение касалось в основном второстепенных показателей, слабо связанных с клиническим исходом патологии (развитием ишемической болезни, инфарктом миокарда, инсультом).

Более того, наблюдаемое улучшение не демонстрировало четкой зависимости от дозы лекарства. А это нелогично, поскольку, учитывая химический характер расщепления КПГ, добавка в систему одного из реагентов (алагебриум) должна ускорять процесс. Значит, чем больше в организме лекарства, тем - теоретически - свободнее ткани от межбелковых сшивок, эластичнее сердце и артерии.

Накопленные на сегодняшний день результаты исследований, по крайней мере, на животных, как будто четко указывают на расщепление алагебриумом конечных продуктов гликирования. Остается вопрос, почему эта, казалась бы, явная польза не ведет у людей к существенному улучшению сердечно-сосудистой функции, наблюдавшемуся у других видов млекопитающих.

Некоторые специалисты считают, что алагебриум на самом деле не расщепляет КПГ, а подавляет их образование, т.е. действует именно так, как и предполагалось изначально Ульрихом и его коллегами. Такая точка зрения, хотя и выглядит правдоподобной, опровергается неоспоримым фактом: лекарство не просто замедляет развитие у грызунов диабетических осложнений и предупреждает обусловленное сшиванием белков снижение эластичности сердечно-сосудистой системы у нормально стареющих собак и мартышек. Оно обращает вспять патологические процессы. А агент, который только подавляет сшивание белков, снижал бы скорость образования новых сшивок и дегенерации тканей, но не давал бы быстрого восстановительного эффекта, наблюдавшегося при использовании алагебриума.

То, что после его отмены ткани животных снова на глазах повышают свою жесткость, тоже, очевидно, противоречит гипотезе о чисто ингибиторных свойствах лекарства. В самом деле, скорость восстановления межбелковых сшивок явно намного выше, чем темпы их исходного многолетнего накопления.

А значит, расщепление альфа-дикетоновых мостиков в конечных продуктах гликирования ведет к появлению сохраняющих связь с белками высокореактивных карбонильных групп, которые быстро "склеиваются". Присутствующий в организме алагебриум тут же снова их расщепляет, и в результате процесс в целом развивается по принципу "шаг назад - два шага вперед", что выражается в улучшении клинических показателей. Однако удаление из этой системы лекарства означает быстрый возврат к исходному сшитому состоянию.

Второе объяснение связано с неспособности исследователей обнаружить альфа-дикетоновые сшивки в человеческом организме. Причина почти наверняка в нестабильности таких структур. Трудность при создании расщепляющих КПГ средств не в недостатке химикатов, способных разрывать тот или иной тип сшивок. Непросто выбрать среди агентов такой, который бы не разрушал при этом нормальных, функциональных белков. Стандартные методики измерения уровня КПГ в организме подразумевают воздействие на образец ткани сильной кислотой. Она оставляет нетронутыми самые стойкие конечные продукты гликирования типа пентозидина, без следа разрушая более слабые сшивки.

Уже давно подозревалось, а в недавно окончательно подтвердилось, что грубость такого анализа серьезно искажала результаты исследований КПГ. В последнее десятилетие стали применяться новые методики выявления в тканях КПГ-сшивок, включающие трудоемкий процесс чуть ли не поочередного расщепления нормальных химических связей, оставляющий в конечном итоге только патологические их типы, в частности КПГ.

Используя этот подход, исследователи доказали, что КПГ, считавшиеся ранее самыми обильными, просто наиболее устойчивы к химической ковровой бомбардировке, традиционно применявшейся для выявления подобных сшивок. Как выяснилось, легко выявлявшиеся конечные продукты гликирования (типа пентозидина) на самом деле достаточно редки и вносят сравнительно небольшой вклад в общее затвердение тканей, тогда как гораздо более распространенные сшивки (т.е. намного сильнее влияющие на функции живого организма) обычно оставались недоступными для тестирования.

Это объясняет нашу сохраняющуюся до сих пор неспособность к количественному анализу молекулярных мишеней алагебриума. Предполагаемая структура альфа-дикетоновых сшивок такова, что они сравнительно легко разрушаются. В самом деле, если помните, Питер Ульрих с самого начала не считал их достаточно долговечными для использования в качестве объектов лекарственного воздействия.

Парадоксальная разница в функциональном влиянии алагебриума на людей, с одной стороны, и на лабораторных грызунов, собак и мартышек, с другой, могла бы объясняться просто гораздо большим, чем у человека, распространением альфа-дикетоновых сшивок у перечисленных подопытных животных. Очевидно, метаболические пути образования КПГ у каждого вида своеобразны. Например, как упоминалось выше, у диабетических крыс окислительный стресс гораздо сильнее, чем у людей с сахарной болезнью. А это должно влиять не только на пути образования КПГ, но и на то, какие конкретно сшивки возникают в конечном итоге. Вероятно, структур, формирующихся с участием свободных радикалов, в крысиных тканях накапливается гораздо больше, чем в человеческих.

Еще одна причина считать альфа-дикетоновые сшивки не такими важными для людей, как для подопытных животных, - просто наша гораздо большая продолжительность жизни. Стойкие конечные продукты гликирования типа пентозидина накапливаются с возрастом более или менее линейно. В результате, хотя у долгоживущих организмов повышение их концентрации идет медленнее, чем у недолговечных, абсолютные уровни таких КПГ к старости в первом случае будут выше просто из-за более продолжительного периода, отпущенного природой на их образование.

К 14 годам у "предельно старой" собаки обнаруживается примерно 40 условных единиц пентозидина на 1 мг коллагена, тогда как у мини-свиньи такого же возраста (но прожившей лишь половину своей жизни) - всего 15 единиц. Мартышка может дотянуть до 40 лет и к 10 годам накапливает лишь 5 единиц пентозидина. У человека с максимальной продолжительностью жизни за сотню образование этого КПГ идет еще медленнее. Однако к 60, когда межбелковые сшивки начинают серьезно влиять на наши шансы прожить каждый следующий год, кожа людей накапливает порядка 50 единиц пентозидина на 1 мг коллагена - больше, чем у любого из менее долговечных животных.

А теперь вспомним: в отличие от сверхпрочных КПГ типа пентозидина альфа-дикетоновые сшивки - именно те, что расщепляются алагебриумом - относительно нестабильны, следовательно, их уровень определяется динамическим равновесием между быстрым образованием и разрушением таких структур. Как и в случае любых конечных продуктов гликирования, возрастное ослабление метаболического контроля за клеточным топливом, по-видимому, постепенно ускоряет первый процесс, однако и противоположный сохраняет свою интенсивность. А в результате повышение уровня таких нестабильных сшивок идет гораздо медленнее, чем рост концентрации пентозидина.

Суммарный итог всего этого следующий: к старости, когда индуцированное КПГ отвердение тканей достигает угрожающих жизни масштабов, роль их альфа-дикетоновых типов в этом процессе (а значит, и в ухудшении функций организма) у долгоживущих видов вроде нашего не так велика, как, скажем, у собак и мартышек (не говоря уже о мышах) - просто потому, что стойких КПГ мы успеваем накопить гораздо больше, чем эти животные. В результате агенты, разрывающие альфа-дикетоновые мостики, несмотря на свою неизменно высокую эффективность на молекулярном уровне, оставляют у человека - по сравнению с модельными организмами - удручающе много других межбелковых сшивок. Этим и объясняется низкая эффективность алагебриума с точки зрения омоложения тканей - восстановления их былой эластичности и функциональной компетентности.
Алагебриум и не только
Итак, какое же место остается у алагебриума в нашем противовозрастном арсенале? Очевидно, отсутствие его четкой клинической пользы в случае человека означает, что это средство не может играть существенной роли в омоложении наших тканей. Однако оно доказало правомерность исходной гипотезы: можно расщеплять конечные продукты гликирования внутри организма и омолаживать его, даже спустя многие годы после того как обменные процессы начали свою грязную работу по сшиванию белков.

Требуются лишь новые поколения агентов, которые разрушали бы более обильные типы КПГ, освобождая наши ткани от оков, которые реально снижают их эластичность. Такие лекарства приносили бы людям такую же пользу, какую получают подопытные животные от алагебриума, т.е. уже продемонстрированную в отношении диабета, ИЗГ, ДСН и, в конечном итоге, собственно процесса старения.

Важно подчеркнуть, что никакое единственное средство не спасет нас от появления межбелковых сшивок. Как было показано, гликирование ведет к образованию множества конечных продуктов гликирования с различной структурой. Лекарство, расщепляющее любой конкретный тип сшивок, скорее всего, оставит большинство других нетронутыми. Ни одна молекула не способна атаковать сразу все различные по природе химические связи. Следовательно, как и в случае амилоидов, понадобится разработать целый спектр средств, каждое из которых будет действовать в лучшем случае на небольшую группу близких по структуре сшивок.

Однако даже необходимость в большом количестве таких лекарств не означает, что мы не сможем практически остановить отрицательное действие КПГ на наши артерии, сердце и другие органы еще до того, как вооружимся инструментами для расщепления всех типов этих молекулярных оков организма. "Инженерная" школа противовозрастной биотехнологии основана на принципе, согласно которому для вмешательства в процесс старения не обязательно решать все проблемы сразу. Можно "омолаживаться на ходу", занимаясь возникающими задачами по очереди.

Для понимания правомерности такого подхода достаточно вспомнить, что возрастные молекулярные повреждения начинаются еще во внутриутробном периоде, однако лет до 30 мы остаемся достаточно молодыми. Значит, накопление ущерба до уровня, нарушающего работу организма, требует нескольких десятилетий жизни. Пока этот порог не достигнут, любая форма возрастного поражения сама по себе для нас безвредна.

Следовательно, для восстановления достаточной эластичности органов можно расщеплять не все типы КПГ-сшивок, а только те, которые сильнее всего повышают жесткость тканей. С практической точки зрения омоложение произойдет, как только распадется определенная доля КПГ, и их общий уровень станет ниже порога, нарушающего наши функции.

Располагая средством, расщепляющим один конкретный тип сшивок, мы освободимся от их губительного влияния. Естественно, не раз и навсегда: курс лечения придется повторять с интервалом с несколько лет или десятилетий, принимая медикамент в течение недель или месяцев - достаточно долго для разрушения доли конечных продуктов гликирования, достаточной для возвращения тканям юношеской эластичности. Сшивки тут же начнут снова накапливаться, однако мы вполне можем им это позволить - до очередного приближения к патологическому порогу. (Очевидно, такой сценарий предполагает химически инертное состояние расщепленных КПГ, чего алагебриум в случае альфадикетонов явно не обеспечивает.

Если "обрывки" сшивок останутся высокореактивными и сразу же начнут "склеиваться", лекарство придется принимать непрерывно.) Первый эффективный расщепитель КПГ не решит проблемы полностью. Вероятно, он будет одобрен как лекарство лишь благодаря своей способности ликвидировать самый обильный тип сшивок, не влияя на остальные. Они продолжат беспрепятственно накапливаться, однако общие темпы отвердения тканей снизятся. Следовательно, оно достигнет патологического порога в возрасте, намного превышающем тот, в котором наблюдается сейчас, когда нетронутые сшивки действуют на нас вместе с теми, которые окажутся разрушенными первым анти-КПГ-средством.

Да, потребуется определять разные типы конечных продуктов гликирования и против каждого из них разрабатывать свои лекарства. Однако с инженерной точки зрения важно учесть, что такая биомедицинская проблема возникнет уже тогда, когда первое поколение противовозрастных средств (в том числе и расщепляющих КПГ) уже существенно увеличит продолжительность нашей жизни. Первый же агент, освобождающий организм от обильных межбелковых сшивок, даст нам достаточно времени для выявления прочих типов КПГ и создания средств, позволяющих избавляться от них по очереди.

В конечном итоге мы придем к пожизненному курсу анти-КПГ-средств, напоминающему нынешнюю детскую вакцинацию. Будем получать несколько лекарств, расщепляющих различные сшивки, каждое в соответствии со своим циклом приема продолжительностью в несколько лет, десятилетий, а, возможно, и столетий - в зависимости от скорости образования и локализации их мишеней в организме. Однако для первого существенного скачка к восстановлению юношеской эластичности наших тканей нужно будет лишь определить, какое из таких средств потребуется первым - какие из конечных продуктов гликирования доставляют нам самые серьезные проблемы на протяжении нынешней жизни.
Знать врага в лицо
Сейчас впервые в истории мы можем приступить к разработке таких лекарств на рациональной основе. Прошло чуть больше десятилетия с того момента, как Питер Ульрих и химики из "Алтеона" занялись разработками, приведшими к появлению алагебриума, однако они шли к цели на ощупь. Они даже не знали наверняка, существуют ли в организме КПГ, на которые нацелено их средство.

Они просто догадывались, исходя из результатов пробирочных экспериментов, что такие сшивки могут возникать в живых тканях и снижать их эластичность. Сейчас новые, уже упоминавшиеся мною ферментативные подходы позволяют нам медленно, слой за слоем демонтировать собственный организм на молекулярном уровне, определяя характер, локализацию и концентрацию различных типов КПГ-сшивок, вытаскивая наших не известных ранее противников, как говорится, "за ушко на солнышко".

Исследователи, разработавшие и применившие эти трудоемкие методики для анализа стареющих человеческих тканей, снабдили нас приоритетными, уже взятыми под прицел мишенями. Одна из них - сложная структура под названием глюкозепан, обнаруженная только в 1999. Другой конечный продукт гликирования, обнаруженный этим новым способом и, возможно, заслуживающий особого внимания, - К2Р, накапливающийся в хрусталике глаза и, не исключено, также в других тканях. Глюкозепан - самая обильная из известных на сегодняшний день сшивок в нашем организме, связывающая до 20% молекул важнейшего структурного белка коллагена у старых людей, не страдающих диабетом.

Уровень этого КПГ примерно в сто раз выше, чем любого другого, выявленного ранее в коллагене или хрусталике. Лекарство, которое освободило бы нас от таких оков, снизило бы общий уровень межбелковых сшивок гораздо сильнее, чем алагебриум, а, следовательно, было бы намного эффективнее его с точки зрения восстановления эластичности и функциональности тканей.

Сейчас, даже продолжая пользоваться при разработке расщепляющих КПГ средств теми же дедовскими методами молекулярной инженерии, что и Ульрих со своими коллегами в начале 1990-х, мы в состоянии создавать химические "кусачки", нацеленные на вполне конкретные конечные продукты гликирования с точно известной структурой, будучи при этом уверенными как в присутствии таких соединений в организме, так и в их существенной биомедицинской роли, т.е. в весомом вкладе данного типа сшивок в возрастное отвердение наших тканей.

Наше преимущество также в ускорении методов проверки высказываемых гипотез. Мы можем моделировать на компьютере действие различных анти-КПГ-средств и автоматически генерировать всевозможные вариации их главной молекулярной темы. Роботизация и механизация лабораторных процессов позволяют быстро и точно синтезировать тысячи ампул экспериментальных лекарств и испытывать их действие на известных виновниках снижения эластичности нашего сердца и других органов.

Точное знание химической структуры глюкозепана дает нам еще одно преимущество при разработке противоядия, о котором, безусловно, столько лет назад мечтал Ульрих. Как уже говорилось, главная сложность при разработке клинически применимых средств против КПГ не в дефиците веществ, способных расщеплять межбелковые сшивки: сильные кислоты, использовавшиеся в ранних исследованиях, даже слишком хорошо справляются с этой задачей.

Проблема заключается в создании лекарств, которые действовали бы избирательно, не повреждая здоровые биомолекулы, увы, тоже уязвимые для многих расщепляющих КПГ агентов. Сейчас, точно реконструировав структуру глюкозепана, биохимики могут оценить, насколько узко специализированными должны быть создаваемые ими молекулярные ножницы.

К счастью, в данном конкретном случае особой специализации не требуется. Глюкозепан по своему строению настолько отличается от любых функциональных структур млекопитающих, что избирательно расщепляющее его лекарство наверняка окажется безопасным для жизненно важных соединений нашего организма.

Как уже говорилось, антиглюкозепановое средство должно быть первым в серии разрушающих конечные продукты гликирования агентов, которые потребуются для освобождения от молекулярных оков белков нашего тела. Это лекарство позволит впервые наблюдать на человеке результаты, годы назад уже полученные при испытании алагебриума на собаках и мартышках. Постаревшие сердца вернут себе молодую податливость и станут легко заполняться живительной кровью.

Жесткие артерии размякнут и будут снова свободно пропускать ее приливные волны. Все затвердевшие от возраста ткани сделаются по-юношески гибкими и упругими. Абсурдные и унизительные молекулярные кандалы, сковывающие наше тело, наконец-то развалятся, и мы сможем всю жизнь заниматься самой головоломной гимнастикой, какую только потребует от нас суровый спортзал житейских джунглей.

Ди Грей Обри

medbe.ru