Инженерный подход к борьбе со старением Обри Ди Грея по-русски
Мы с Обри сделали буклет, перевод которого здесь: ifolder.ru/14954294 Сухой остаток я публикую в этом посте. Жду критики, замечаний, вопросов специалистов/
Регенеративный инжиниринг: Направления трансляционных исследований
I.1 Мутантные митохондрии
I.1.1 Добиться аллотопной экспрессии (АЭ) всех 13 белков, кодированных мтДНК in vivo
I.1.1.1 Определить оптимальный протокол для каждого аллотопно экспресируемого белка со следующими вариантами:
I.1.1.1.1 Интеины
I.1.1.1.2 Трансгенная мтДНК
I.1.1.1.3 Локализация мРНК на поверхности митохондрий
I.1.1.2 Соединить АЭ всех 13 белков в модели клетки
I.1.1.3 Протестировать АЭ модели клетки на модельных животных
I.1.1.4 Провести испытания на людях с переносом этих результатов для лечения митохондриопатии, вызванной мутациями
I.1.1.5 Провести испытания на людях с переносом этих результатов для лечения заболеваний, связанных с мутациями гетероплазменной мтДНК (болезнь Паркинсона и диабет 2 типа)
I.1.2 Протофекция
I.1.2.1 Чётко описать молекулярные механизмы, внутриклеточный транспорт, внедрение и экспрессию привнесённой мтДНК
I.1.2.2 Чётко описать успешное отщепление нативных генов с помощью генно-инженерных рестриктаз, экспрессирующихся в митохондриях
I.1.2.3 Соединить протофекцию всех 13 белков в модели клетки
I.1.2.4 Протестировать протофекцию всех 13 белков на модельных животных
I.1.2.5 Провести клинические испытания, как в I.1.1.4-5
Жизненно важные инвестиции в социальную сферу: Обеспечить финансирование для возобновления и расширения важной работы по аллотопной экспрессии д-ра Марисоль Коррал-Дебрински из Национального офтальмологического центра Кенз-Вэн.
I.2 Устойчивые к гибели клетки
I.2.1 Используя направленную иммунотерапию, провести направленную абляцию устойчивых к гибели клеток
Провести необходимые предварительные исследования
I.2.1.1 Объединить результаты Программы Фонда «Наука против старения», изложенные в пп. 3.7, 3.12.11, 3.12.12, 3.13.2, 3.13.5, 3.15 и особенно 3.17.4 и 3.17.5, вероятно, исходящие от Национальных институтов здравоохранения и других организаций, занимающихся фундаментальными биомедицинскими исследованиями.
I.2.1.2 Определить достоверные маркёры клеточной поверхности для «стареющих» клеток
I.2.1.3 Определить пределы толерантности Т-клеток; определить, распространяется ли это явление на клетки CD4+.
I.2.2 Применить иммунотерапевтическую абляцию с пассивной иммунизацией моноклональных антител к соответствующим молекулам клеточной поверхности на модельных животных:
I.2.2.1 Макрофаги висцеральной жировой ткани
I.2.2.2 Анергические Т-клетки (CD8+; CD4+ ?)
I.2.2.3. «Стареющие» клетки
I.2.3 Провести клинические испытания с переносом полученных результатов для лечения следующих заболеваний:
I.2.3.1 Метаболический синдром/диабет в сочетании с неалкогольной жировой болезнью печени или висцеральным ожирением
I.2.3.2 Грипп (в качестве дополнительной терапии наряду с вакцинацией пожилых людей с возрастной инволюцией тимуса)
I.2.3.3 Пациенты, проходящие химиотерапию, у которых в опухолевом образовании идентифицируются «стареющие» клетки
Жизненно важные инвестиции в социальную сферу: Обеспечить финансирование совместной работы д-ра Джудит Кампизи из Института проблем старения Бака и талантливых специалистов по протеомике для определения маркёров клеточной поверхности в клетках стареющего секреторного фенотипа с целью создания мишеней для абляции.
I.3 Повышение жёсткости тканей
I.3.1 Разработать агенты, разрушающие перекрёстные сшивки конечных продуктов гликирования (AGE)
I.3.1.1 Продолжить описание структуры глюкозепана
I.3.1.1.1 Используя методы медицинской химии и de novo синтез белка, создать катализаторы для расщепления глюкозепана
I.3.1.1.2 Используя методы медицинской химии и de novo синтез белка, создать некаталитические («одноразовые») ферменты для расщепления глюкозепана (на основе прототипа АТазы).
I.3.1.1.2.1 Разработать внеклеточный источник энергии для любых некаталитических («одноразовых») ферментов, созданных таким способом
I.3.1.2 Идентифицировать и охарактеризовать возможные эластин-специфичные перекрёстные сшивки у пациентов с диабетом и признаками старения
I.3.1.2.1 Повторять пп. I.3.1.1.1-2 для таких перекрёстных сшивок
I.3.1.3 Идентифицировать и охарактеризовать возможную роль сшивок остатков аллизила у пациентов с диабетом и признаками старения
I.3.1.3.1 Повторять пп. I.3.1.1.1-2 для таких перекрёстных сшивок
I.3.1.2 Провести испытания ферментов и малых молекул на грызунах с диабетом и признаками старения in vivo
I.3.1.3 Провести клинические испытания с переносом полученных результатов для лечения диабета и/или изолированной систолической гипертонии и/или диастолической сердечной недостаточности.
I.3.2 (Де)кальцификация эластина
I.3.2.1 Проверить, имеет ли место (де)кальцификация эластина и трансдифференциация гладкомышечных клеток сосудов в остеобласты и возможна ли физиологическая регуляция этих процессов в условиях молодого организма
I.3.2.2 Продолжить описание механизмов медиального эластокальциноза
I.3.2.3 Определить патологические последствия медиального эластокальциноза
I.3.3 Тканевая инженерия
I.3.3.1 Расширить существующие исследования по деградации эластина в сосудистой системе применительно к увеличению жёсткости альвеолярного дерева лёгких, межпозвоночного диска и склеры.
I.3.3.2 Разработать протокол тканевой инженерии для аорты и крупных артерий, входящих в окружающие ламеллярные структуры волокон эластина.
I.3.3.3 Разработать сходные протоколы тканевой инженерии для дополнительной ткани(ей)
Жизненно важные инвестиции в социальную сферу: Совместная работа специалистов тканевой инженерии и биологии развития для прояснения механизмов регуляции формирования и восстановления эластиновых пластинок для использования в тканевой инженерии.
I.4 Межклеточные скопления
I.4.1 Удалить межклеточные скопления посредством пассивной или активной иммунотерапии
I.4.1.1 В настоящее время с этой целью уже проходит клинические испытания бета-амилоидный белок (бапинейзумаб, LY2062430, Гаммагард и т.д.); необходимо ускорить эти испытания
I.4.1.2 Распространить доклинические исследования на мышах на иммунотерапию против других амилоидных отложений
I.4.1.2.1 Транстиретин дикого типа (TTR)
I.4.1.2.2 Внеклеточный амилин
I.4.1.2.3 Внеклеточные нейрофибриллярные клубки
I.4.1.2.4 Внеклеточный альфа-синуклеин
I.4.1.3 Провести клинические испытания для лечения состояний, вызванных другими амилоидными отложениями
I.4.1.3.1 Сенильный амилоидоз сердца
I.4.1.3.2 Диабет 2 типа
I.4.1.3.3 Таупатии, болезнь Альцгеймера
I.4.1.3.4 Болезнь Паркинсона
I.4.2 Изучить альтернативные способы удаления амилоидных отложений
I.4.2.1 Разрушители бета-слоёв
I.4.2.2 Шапероны HSP104
Жизненно важные инвестиции в социальную сферу: Финансировать возобновление доклинических исследований моноклональных антител к человеческому транстиретину дикого типа, используя захватывающие (11-1F4) и каталитические (внутривенно человеческий иммуноглобулин G (Гаммагард) антитела на мышах; руководитель исследований - д-р Алан Соломон, Директор Программы исследований по иммунологии человека и раку, Университет Теннеси, Аспирантура по медицине.
I.5 Внутриклеточные скопления
I.5.1 Удалить внутриклеточные скопления с помощью новых лизосомальных гидролаз
I.5.1.1 Протестировать воздействие 7-кетохолестериновых бактериальных гидролаз и A2E гидролаз (пероксидаза, диоксигеназа расщепления каротеноида) на указанные скопления и исследовать их на токсичность и эффективность в моделях клеток
I.5.1.1.1 Идентифицировать и протестировать дополнительную лизосомальную мишень(и) и гидролазу(ы) пенных клеток
I.5.1.2 Обнаружить и протестировать гидролазы на клеточных моделях на дополнительные мишени: тау-включения (внутриклеточные нейрофибриллярные клубки, кортикобазальные включения, включения прогрессирующего супрануклеарного паралича, тела Пика), внутриклеточные альфа-синуклеиновые включения (тела Льюи, глиальные цитоплазматические включения), промежуточное филаментное включение(я), тела Хирано, TDP-43, межнейронный бета-амилоид (Abeta) и внутриклеточные скопления амилина
I.5.1.3 Модифицировать ферменты, успешно прошедшие тестирование в I.5.1.1-2, для клеточного захвата после системного введения (используя, например, манноза-6-фосфат, связывающие трансферриновые рецепторы аптамеры (одноцепочечные молекулы нуклеиновых кислот), не нуждающиеся в гликозилировании пептиды, нацеленные на лизосомы посредством рецептора инсулиноподобного фактора роста II/катион-зависимого манноза-6-фосфата или другими способами).
I.5.1.4 Идентифицировать микробные гены, кодирующие эти ферменты
I.5.1.5 Протестировать эти ферменты на модельных животных путём введения: аполипопротеин Е-/- мыши, мыши с болезнью Штаргардта, таупатии, трансгенные синуклеинопатии, диабет 2 типа с трансгенным амилином человека и др. по обстоятельствам
I.5.1.6 Протестировать эти ферменты, полученные с помощью генной терапии с использованием клеток зародышевой линии, на модельных животных
I.5.1.7 Провести клинические испытания с переносом полученных результатов для лечения атеросклероза (особенно наследственных заболеваний с ранним началом), болезни Штаргардта, болезни Альцгеймера, синуклеинопатий, лобно-височной деменции, других неврологических заболеваний, диабета 2 типа
I.5.2 Удалить внутриклеточные скопления с помощью новых ферментов, стимулирующих выведение продуктов
I.5.2.1 Повторить 1.5.1.1-7 с использованием таких ферментов
Жизненно важные инвестиции в социальную сферу: Направить дополнительные ресурсы в Исследовательский центр проекта SENS для расширения и ускорения исследований и тестирования.
I.6 Потеря клеток, атрофия тканей
I.6.1 Стволовые клетки
I.6.1.1 Получить, охарактеризовать и повысить стабильность культуры и эффективность источников для плюрипотентных клеток с целью применения в терапии: перенос ядра соматической клетки («терапевтическое клонирование»), аутологичные немигрирующие взрослые стволовые клетки, гомологичные эмбриональные стволовые клетки, партеногенетические клетки и перепрограммированные/индуцированные плюрипотентные стволовые клетки.
I.6.1.1.1 Доработать протоколы для получения индуцированных плюрипотентных клеток с целью повышения эффективности.
I.6.1.1.2 Доработать протоколы для получения индуцированных плюрипотентных клеток без использования вирусных векторов и протоонкогенов.
I.6.1.1.3 Разработать новые протоколы для получения индуцированных плюрипотентных клеток невирусным способом и без использования протоонкогенов.
I.6.1.1.4 Получить жизнеспособные плюрипотентные клетки с перенесённым ядром от человеческих доноров.
I.6.1.1.5 Установить полную эквивалентность (в плане репликативного бессмертия, тотипотентности и эпигенетического перепрограммирования) клеток с перенесённым ядром, индуцированных плюрипотентных клеток и эмбриональных стволовых клеток.
I.6.1.2 Установить маркёры клеточной поверхности, профили генной экспрессии, эпигенетические маркёры и паттерны, которые поддерживают и идентифицируют плюрипотентность клеток в I.6.1.1.
I.6.1.2 Создать протоколы для установления генетической целостности клеток в I.6.1.1 во время получения и длительного культивирования.
I.6.1.4 Создать стабильные и верифицируемые протоколы дифференциации клеток в I.6.1.1
I.6.1.5 Протестировать функциональную интеграцию таких клеток в тканях модельных животных с возрастной потерей клеток на всех необходимых тканях и функциях организма человека, включая подтипы нейронов, мотонейроны/мотонейронный узел, кардиомиоциты, бета-клетки поджелудочной железы, ооциты (?), хрящ, миоциты и эпителиальные клетки тимуса)
I.6.1.6 Разработать протоколы для того, чтобы предотвратить превращение таких клеток в онкогенные, когда они находятся в плюрипотентном или предифференцированном состоянии.
I.6.1.7 Провести клинические испытания с переносом полученных результатов для лечения инфаркта миокарда, болезней Альцгеймера и Паркинсона, повреждений спинного мозга и других травм.
I.6.1.8 Установить, на основании экспериментально подтверждённых исследований конкретных случаев, обоснованность создания банка плюрипотентных и предифференцированных клеток в I.6.1.1, с учётом требований тканевой совместимости для всего населения, разнообразия и стабильности, которые были бы достаточными для широкого терапевтического применения.
I.6.1.8.1 Если эта работа окажется успешной, создать такие банки клеток в регионах с учётом проживающего населения.
I.6.1.8.2 Если окажется, что банк клеток не отвечает требованиям в I.6.1.8, создать протоколы для быстрого получения и дифференциации - и, если возможно, для стабильного культивирования и хранения - таких клеток отдельных пациентов.
I.6.2 Тканевая инженерия
I.6.2.1 В качестве первоочерёдных целей разработать протоколы тканевой инженерии для тканей, которые не являются в настоящее время приоритетными в тканевой инженерии, главным образом из-за сложности вопросов, связанных с васкуляризацией, но которые очень важны для решения проблем ухудшения здоровья в пожилом возрасте.
I.6.2.1.1 Мозг: продолжить уже идущую работу над лечением стволовыми клетками для чёрной субстанции и гиппокампа и создать имплантаты, содержащие зрелые нейроны, которые могут интегрироваться в окружающую нервную и сосудистую ткань.
I.6.2.1.2 Повторить I.6.2.1.1 для спинного мозга, чтобы добиться восстановления более длинных участков повреждённых нервов
I.6.2.1.2 Повторить I.6.2.1.1 для сердца, в частности, расширить уже идущую работу по очищенным от клеток тканям и печати органов
I.6.2.1.2 Повторить I.6.2.1.1 для скелетных мышц, чтобы добиться полной замены атрофированных мышц, в которых критически уменьшилось количество амфицитов
I.6.2.1.2 Повторить I.6.2.1.1 для эпителия тимуса, который практически не функционирует в пожилом возрасте
I.6.2.2 Провести клинические испытания с переносом полученных результатов для лечения инфаркта миокарда, болезней Альцгеймера и Паркинсона, повреждений спинного мозга и других травм, а также дегенеративных заболеваний мышц, саркопении и возрастной инволюции тимуса.
Жизненно важные инвестиции в социальную сферу: Тимус - это ткань, которая наиболее близка к успеху из всех, что упомянуты в I.6.2. Поэтому при успешном использовании введённых факторов роста в предварительном эксперименте (проводимая в настоящее время работа д-ра Янко Николича-Зугича, финансируемая проектом SENS), обеспечить финансирование д-ра Мэрилин Л. Томан из Центра изучения рака Сидни Киммела для проведения клеточной терапии с введением генетически модифицированных стромальных клеток, вырабатывающих ИЛ-7- и/или фактор роста кератиноцитов, в тимус. Д-р Томан уже завершила предварительную стадию разработки этой методики.
I.7 Рак
I.7.1 Глобальное уничтожение механизма поддержания длины теломер (Тотальное предотвращение удлинения теломер)
I.7.1.1 Идентифицировать механизм, стоящий за феноменом альтернативного удлинения теломер (АЛТ)
I.7.1.2 Идентифицировать любую(ые) функцию(ии) АЛТ, обратной транскриптазы теломеразы и теломеразной РНК, которая(ые) не связана(ы) с поддержанием длины теломер
I.7.1.3 Разработать ex vivo направленное воздействие на ген механизма поддержания длины теломер из стволовых клеток быстро возобновляющихся тканей и моделей способных к митозу, но медленно или нерегулярно возобновляющихся тканей
I.7.1.3.1 Разработать направленное воздействие на этот ген in vivo
I.7.1.3.2 Модифицировать такие клетки, сделав их устойчивыми к химическим воздействиям и добавив гены «самоубийства».
I.7.2 Заменить гематопоэтические стволовые клетки у мышей поздних поколений (с изношенными теломерами) с дефицитом теломеразы стволовыми клетками мышей с дефицитом теломеразы, но при этом с длинными теломерами, и повторять до тех пор, пока гематопоэтические стволовые клетки этих животных не достигнут репликативного истощения.
I.7.2.1 Удалить резидентные гематопоэтические стволовые клетки из стволовой ниши таких мышей и одновременно заселить нишу резистентными клетками с дефицитом теломеразы и длинными теломерами (использовать работу, описанную в I.7.1.3.2).
I.7.2.2.1 Выявить меры, необходимые для омоложения ниши гематопоэтических стволовых клеток, помимо её пополнения «молодыми» гематопоэтическими стволовыми клетками и омоложения системного микроокружения другими методами регенеративной инженерии
I.7.2.3 Сконструировать полную гематопоэтическую систему (ниша + гематопоэтические стволовые клетки + соединительная ткань) с такими клетками
I.7.3 Повторить работу, выполненную в I.7.2, и зависимые проекты в эпидермисе
I.7.4 Повторить эту работу в кишечнике
I.7.5 Повторить эту работу в лёгком
I.7.6. Определить подверженность раку в модельных крупных млекопитающих, характеризующихся дефицитом теломеразы и истощёнными теломерами, с метастазами при заболевании дикого типа, подобном человеческому раку (овцы?)
I.7.7 Перенести работу, выполненную в I.7.2- I.7.5, на указанную модель
I.7.5 Провести клинические испытания полученных результатов для лечения существующих видов рака, начиная с лимфом
Жизненно важные инвестиции в социальную сферу: Финансировать исследования д-ра Джоша А. Вуда (Кафедра биотехнологии животных, Университет Невады; научный руководитель - д-р Алмейда-Порада) для осуществления трансплантации эндотелиальных клеток-предшественников в кишечник взрослой овцы с ослабленным иммунитетом, чтобы оценить энграфтмент, дифференциацию и участие в составе Либеркюновых крипт.
I.8 Появляющиеся (новые) возрастные повреждения
I.8.1 Оценка медленно накапливающихся, редких или иных деструктивных изменений, которые первыми достигают патологического порога, превзойдя «скорость убегания от старения» (ди Грей, 2004)
I.8.1.1 Мутации и эпимутации, не вызывающие чрезмерной гибели клеток, устойчивости клеток к смерти или пролиферации клеток
I.8.1.2 Рацемизация аспартата в долгоживущем белке, возможно вызывающая аутоиммунное воспаление
I.8.1.3 Конечные продукты гликирования, не вызывающие перекрёстных сшивок, такие как карбоксиметиллизин, возможно вызывающие аутоиммунное воспаление
I.8.1.4 Накопление долихола: долихол - это медленно перерабатываемый липид; остаётся неясным, является ли его накопление адаптивным или патогенным
I.8.1.5 Друзы и другие внеклеточные неамилоидные отложения. Амилоидные отложения в различных тканях, будучи сходными по своей структуре с сенильными бляшками, должны легко поддаваться иммунотерапии, проводимой по методу, разрабатываемому для лечения болезни Альцгеймера. Неамилоидные отложения могут потребовать больше усилий. Однако в настоящее время неясно, должны ли такие отложения (среди которых друзы являются наиболее известными) уничтожаться в течение нормальной продолжительности жизни в настоящее время.
I.8.2 Изучение патологий и причин смерти, особенно в случаях, характеризующихся отсутствием выраженной патологии или как «смерть от старости», на имеющихся моделях замедленного старения: долгожители, грызуны с ограничением калорийности питания и эндокринологическими манипуляциями, а также другие появляющиеся модели (ограничение метионина? ограничение калорий у собак и нечеловекообразных приматов?). Есть вероятность, что некоторые второстепенные составляющие возрастных молекулярных и клеточных повреждений до сих пор не обнаружены и могут быть выявлены в этих исследованиях
I.8.3 Изучение патологий у организмов, старение которых было остановлено или обращено вспять посредством инженерного омоложения - особое внимание уделить омоложенным нечеловекообразным приматам, долгоживущим домашним животным. Если какие-то составляющие возрастных молекулярных и клеточных повреждений ещё не обнаружены, обнаружить их можно только путём исключения тех аспектов указанных повреждений, которые нам уже известны.
Жизненно важные инвестиции в социальную сферу: Возможно, что инвестиции не требуются: основные фундаментальные и описательные исследования интенсивно ведутся в существующих биомедицинских исследовательских институтах. Однако можно связаться с д-ром Стивеном Аустадом по поводу надёжности и достаточности финансирования его исследований старения у обыкновенных игрунок (Callithrix jacchus), а также с д-ром Юджином Редмондом (директором Центра трансплантации и восстановления нервной ткани, Медицинская школа Йельского университета), который занимается подобными исследованиями на макаках-резус.
Регенеративный инжиниринг: Направления трансляционных исследований
I.1 Мутантные митохондрии
I.1.1 Добиться аллотопной экспрессии (АЭ) всех 13 белков, кодированных мтДНК in vivo
I.1.1.1 Определить оптимальный протокол для каждого аллотопно экспресируемого белка со следующими вариантами:
I.1.1.1.1 Интеины
I.1.1.1.2 Трансгенная мтДНК
I.1.1.1.3 Локализация мРНК на поверхности митохондрий
I.1.1.2 Соединить АЭ всех 13 белков в модели клетки
I.1.1.3 Протестировать АЭ модели клетки на модельных животных
I.1.1.4 Провести испытания на людях с переносом этих результатов для лечения митохондриопатии, вызванной мутациями
I.1.1.5 Провести испытания на людях с переносом этих результатов для лечения заболеваний, связанных с мутациями гетероплазменной мтДНК (болезнь Паркинсона и диабет 2 типа)
I.1.2 Протофекция
I.1.2.1 Чётко описать молекулярные механизмы, внутриклеточный транспорт, внедрение и экспрессию привнесённой мтДНК
I.1.2.2 Чётко описать успешное отщепление нативных генов с помощью генно-инженерных рестриктаз, экспрессирующихся в митохондриях
I.1.2.3 Соединить протофекцию всех 13 белков в модели клетки
I.1.2.4 Протестировать протофекцию всех 13 белков на модельных животных
I.1.2.5 Провести клинические испытания, как в I.1.1.4-5
Жизненно важные инвестиции в социальную сферу: Обеспечить финансирование для возобновления и расширения важной работы по аллотопной экспрессии д-ра Марисоль Коррал-Дебрински из Национального офтальмологического центра Кенз-Вэн.
I.2 Устойчивые к гибели клетки
I.2.1 Используя направленную иммунотерапию, провести направленную абляцию устойчивых к гибели клеток
Провести необходимые предварительные исследования
I.2.1.1 Объединить результаты Программы Фонда «Наука против старения», изложенные в пп. 3.7, 3.12.11, 3.12.12, 3.13.2, 3.13.5, 3.15 и особенно 3.17.4 и 3.17.5, вероятно, исходящие от Национальных институтов здравоохранения и других организаций, занимающихся фундаментальными биомедицинскими исследованиями.
I.2.1.2 Определить достоверные маркёры клеточной поверхности для «стареющих» клеток
I.2.1.3 Определить пределы толерантности Т-клеток; определить, распространяется ли это явление на клетки CD4+.
I.2.2 Применить иммунотерапевтическую абляцию с пассивной иммунизацией моноклональных антител к соответствующим молекулам клеточной поверхности на модельных животных:
I.2.2.1 Макрофаги висцеральной жировой ткани
I.2.2.2 Анергические Т-клетки (CD8+; CD4+ ?)
I.2.2.3. «Стареющие» клетки
I.2.3 Провести клинические испытания с переносом полученных результатов для лечения следующих заболеваний:
I.2.3.1 Метаболический синдром/диабет в сочетании с неалкогольной жировой болезнью печени или висцеральным ожирением
I.2.3.2 Грипп (в качестве дополнительной терапии наряду с вакцинацией пожилых людей с возрастной инволюцией тимуса)
I.2.3.3 Пациенты, проходящие химиотерапию, у которых в опухолевом образовании идентифицируются «стареющие» клетки
Жизненно важные инвестиции в социальную сферу: Обеспечить финансирование совместной работы д-ра Джудит Кампизи из Института проблем старения Бака и талантливых специалистов по протеомике для определения маркёров клеточной поверхности в клетках стареющего секреторного фенотипа с целью создания мишеней для абляции.
I.3 Повышение жёсткости тканей
I.3.1 Разработать агенты, разрушающие перекрёстные сшивки конечных продуктов гликирования (AGE)
I.3.1.1 Продолжить описание структуры глюкозепана
I.3.1.1.1 Используя методы медицинской химии и de novo синтез белка, создать катализаторы для расщепления глюкозепана
I.3.1.1.2 Используя методы медицинской химии и de novo синтез белка, создать некаталитические («одноразовые») ферменты для расщепления глюкозепана (на основе прототипа АТазы).
I.3.1.1.2.1 Разработать внеклеточный источник энергии для любых некаталитических («одноразовых») ферментов, созданных таким способом
I.3.1.2 Идентифицировать и охарактеризовать возможные эластин-специфичные перекрёстные сшивки у пациентов с диабетом и признаками старения
I.3.1.2.1 Повторять пп. I.3.1.1.1-2 для таких перекрёстных сшивок
I.3.1.3 Идентифицировать и охарактеризовать возможную роль сшивок остатков аллизила у пациентов с диабетом и признаками старения
I.3.1.3.1 Повторять пп. I.3.1.1.1-2 для таких перекрёстных сшивок
I.3.1.2 Провести испытания ферментов и малых молекул на грызунах с диабетом и признаками старения in vivo
I.3.1.3 Провести клинические испытания с переносом полученных результатов для лечения диабета и/или изолированной систолической гипертонии и/или диастолической сердечной недостаточности.
I.3.2 (Де)кальцификация эластина
I.3.2.1 Проверить, имеет ли место (де)кальцификация эластина и трансдифференциация гладкомышечных клеток сосудов в остеобласты и возможна ли физиологическая регуляция этих процессов в условиях молодого организма
I.3.2.2 Продолжить описание механизмов медиального эластокальциноза
I.3.2.3 Определить патологические последствия медиального эластокальциноза
I.3.3 Тканевая инженерия
I.3.3.1 Расширить существующие исследования по деградации эластина в сосудистой системе применительно к увеличению жёсткости альвеолярного дерева лёгких, межпозвоночного диска и склеры.
I.3.3.2 Разработать протокол тканевой инженерии для аорты и крупных артерий, входящих в окружающие ламеллярные структуры волокон эластина.
I.3.3.3 Разработать сходные протоколы тканевой инженерии для дополнительной ткани(ей)
Жизненно важные инвестиции в социальную сферу: Совместная работа специалистов тканевой инженерии и биологии развития для прояснения механизмов регуляции формирования и восстановления эластиновых пластинок для использования в тканевой инженерии.
I.4 Межклеточные скопления
I.4.1 Удалить межклеточные скопления посредством пассивной или активной иммунотерапии
I.4.1.1 В настоящее время с этой целью уже проходит клинические испытания бета-амилоидный белок (бапинейзумаб, LY2062430, Гаммагард и т.д.); необходимо ускорить эти испытания
I.4.1.2 Распространить доклинические исследования на мышах на иммунотерапию против других амилоидных отложений
I.4.1.2.1 Транстиретин дикого типа (TTR)
I.4.1.2.2 Внеклеточный амилин
I.4.1.2.3 Внеклеточные нейрофибриллярные клубки
I.4.1.2.4 Внеклеточный альфа-синуклеин
I.4.1.3 Провести клинические испытания для лечения состояний, вызванных другими амилоидными отложениями
I.4.1.3.1 Сенильный амилоидоз сердца
I.4.1.3.2 Диабет 2 типа
I.4.1.3.3 Таупатии, болезнь Альцгеймера
I.4.1.3.4 Болезнь Паркинсона
I.4.2 Изучить альтернативные способы удаления амилоидных отложений
I.4.2.1 Разрушители бета-слоёв
I.4.2.2 Шапероны HSP104
Жизненно важные инвестиции в социальную сферу: Финансировать возобновление доклинических исследований моноклональных антител к человеческому транстиретину дикого типа, используя захватывающие (11-1F4) и каталитические (внутривенно человеческий иммуноглобулин G (Гаммагард) антитела на мышах; руководитель исследований - д-р Алан Соломон, Директор Программы исследований по иммунологии человека и раку, Университет Теннеси, Аспирантура по медицине.
I.5 Внутриклеточные скопления
I.5.1 Удалить внутриклеточные скопления с помощью новых лизосомальных гидролаз
I.5.1.1 Протестировать воздействие 7-кетохолестериновых бактериальных гидролаз и A2E гидролаз (пероксидаза, диоксигеназа расщепления каротеноида) на указанные скопления и исследовать их на токсичность и эффективность в моделях клеток
I.5.1.1.1 Идентифицировать и протестировать дополнительную лизосомальную мишень(и) и гидролазу(ы) пенных клеток
I.5.1.2 Обнаружить и протестировать гидролазы на клеточных моделях на дополнительные мишени: тау-включения (внутриклеточные нейрофибриллярные клубки, кортикобазальные включения, включения прогрессирующего супрануклеарного паралича, тела Пика), внутриклеточные альфа-синуклеиновые включения (тела Льюи, глиальные цитоплазматические включения), промежуточное филаментное включение(я), тела Хирано, TDP-43, межнейронный бета-амилоид (Abeta) и внутриклеточные скопления амилина
I.5.1.3 Модифицировать ферменты, успешно прошедшие тестирование в I.5.1.1-2, для клеточного захвата после системного введения (используя, например, манноза-6-фосфат, связывающие трансферриновые рецепторы аптамеры (одноцепочечные молекулы нуклеиновых кислот), не нуждающиеся в гликозилировании пептиды, нацеленные на лизосомы посредством рецептора инсулиноподобного фактора роста II/катион-зависимого манноза-6-фосфата или другими способами).
I.5.1.4 Идентифицировать микробные гены, кодирующие эти ферменты
I.5.1.5 Протестировать эти ферменты на модельных животных путём введения: аполипопротеин Е-/- мыши, мыши с болезнью Штаргардта, таупатии, трансгенные синуклеинопатии, диабет 2 типа с трансгенным амилином человека и др. по обстоятельствам
I.5.1.6 Протестировать эти ферменты, полученные с помощью генной терапии с использованием клеток зародышевой линии, на модельных животных
I.5.1.7 Провести клинические испытания с переносом полученных результатов для лечения атеросклероза (особенно наследственных заболеваний с ранним началом), болезни Штаргардта, болезни Альцгеймера, синуклеинопатий, лобно-височной деменции, других неврологических заболеваний, диабета 2 типа
I.5.2 Удалить внутриклеточные скопления с помощью новых ферментов, стимулирующих выведение продуктов
I.5.2.1 Повторить 1.5.1.1-7 с использованием таких ферментов
Жизненно важные инвестиции в социальную сферу: Направить дополнительные ресурсы в Исследовательский центр проекта SENS для расширения и ускорения исследований и тестирования.
I.6 Потеря клеток, атрофия тканей
I.6.1 Стволовые клетки
I.6.1.1 Получить, охарактеризовать и повысить стабильность культуры и эффективность источников для плюрипотентных клеток с целью применения в терапии: перенос ядра соматической клетки («терапевтическое клонирование»), аутологичные немигрирующие взрослые стволовые клетки, гомологичные эмбриональные стволовые клетки, партеногенетические клетки и перепрограммированные/индуцированные плюрипотентные стволовые клетки.
I.6.1.1.1 Доработать протоколы для получения индуцированных плюрипотентных клеток с целью повышения эффективности.
I.6.1.1.2 Доработать протоколы для получения индуцированных плюрипотентных клеток без использования вирусных векторов и протоонкогенов.
I.6.1.1.3 Разработать новые протоколы для получения индуцированных плюрипотентных клеток невирусным способом и без использования протоонкогенов.
I.6.1.1.4 Получить жизнеспособные плюрипотентные клетки с перенесённым ядром от человеческих доноров.
I.6.1.1.5 Установить полную эквивалентность (в плане репликативного бессмертия, тотипотентности и эпигенетического перепрограммирования) клеток с перенесённым ядром, индуцированных плюрипотентных клеток и эмбриональных стволовых клеток.
I.6.1.2 Установить маркёры клеточной поверхности, профили генной экспрессии, эпигенетические маркёры и паттерны, которые поддерживают и идентифицируют плюрипотентность клеток в I.6.1.1.
I.6.1.2 Создать протоколы для установления генетической целостности клеток в I.6.1.1 во время получения и длительного культивирования.
I.6.1.4 Создать стабильные и верифицируемые протоколы дифференциации клеток в I.6.1.1
I.6.1.5 Протестировать функциональную интеграцию таких клеток в тканях модельных животных с возрастной потерей клеток на всех необходимых тканях и функциях организма человека, включая подтипы нейронов, мотонейроны/мотонейронный узел, кардиомиоциты, бета-клетки поджелудочной железы, ооциты (?), хрящ, миоциты и эпителиальные клетки тимуса)
I.6.1.6 Разработать протоколы для того, чтобы предотвратить превращение таких клеток в онкогенные, когда они находятся в плюрипотентном или предифференцированном состоянии.
I.6.1.7 Провести клинические испытания с переносом полученных результатов для лечения инфаркта миокарда, болезней Альцгеймера и Паркинсона, повреждений спинного мозга и других травм.
I.6.1.8 Установить, на основании экспериментально подтверждённых исследований конкретных случаев, обоснованность создания банка плюрипотентных и предифференцированных клеток в I.6.1.1, с учётом требований тканевой совместимости для всего населения, разнообразия и стабильности, которые были бы достаточными для широкого терапевтического применения.
I.6.1.8.1 Если эта работа окажется успешной, создать такие банки клеток в регионах с учётом проживающего населения.
I.6.1.8.2 Если окажется, что банк клеток не отвечает требованиям в I.6.1.8, создать протоколы для быстрого получения и дифференциации - и, если возможно, для стабильного культивирования и хранения - таких клеток отдельных пациентов.
I.6.2 Тканевая инженерия
I.6.2.1 В качестве первоочерёдных целей разработать протоколы тканевой инженерии для тканей, которые не являются в настоящее время приоритетными в тканевой инженерии, главным образом из-за сложности вопросов, связанных с васкуляризацией, но которые очень важны для решения проблем ухудшения здоровья в пожилом возрасте.
I.6.2.1.1 Мозг: продолжить уже идущую работу над лечением стволовыми клетками для чёрной субстанции и гиппокампа и создать имплантаты, содержащие зрелые нейроны, которые могут интегрироваться в окружающую нервную и сосудистую ткань.
I.6.2.1.2 Повторить I.6.2.1.1 для спинного мозга, чтобы добиться восстановления более длинных участков повреждённых нервов
I.6.2.1.2 Повторить I.6.2.1.1 для сердца, в частности, расширить уже идущую работу по очищенным от клеток тканям и печати органов
I.6.2.1.2 Повторить I.6.2.1.1 для скелетных мышц, чтобы добиться полной замены атрофированных мышц, в которых критически уменьшилось количество амфицитов
I.6.2.1.2 Повторить I.6.2.1.1 для эпителия тимуса, который практически не функционирует в пожилом возрасте
I.6.2.2 Провести клинические испытания с переносом полученных результатов для лечения инфаркта миокарда, болезней Альцгеймера и Паркинсона, повреждений спинного мозга и других травм, а также дегенеративных заболеваний мышц, саркопении и возрастной инволюции тимуса.
Жизненно важные инвестиции в социальную сферу: Тимус - это ткань, которая наиболее близка к успеху из всех, что упомянуты в I.6.2. Поэтому при успешном использовании введённых факторов роста в предварительном эксперименте (проводимая в настоящее время работа д-ра Янко Николича-Зугича, финансируемая проектом SENS), обеспечить финансирование д-ра Мэрилин Л. Томан из Центра изучения рака Сидни Киммела для проведения клеточной терапии с введением генетически модифицированных стромальных клеток, вырабатывающих ИЛ-7- и/или фактор роста кератиноцитов, в тимус. Д-р Томан уже завершила предварительную стадию разработки этой методики.
I.7 Рак
I.7.1 Глобальное уничтожение механизма поддержания длины теломер (Тотальное предотвращение удлинения теломер)
I.7.1.1 Идентифицировать механизм, стоящий за феноменом альтернативного удлинения теломер (АЛТ)
I.7.1.2 Идентифицировать любую(ые) функцию(ии) АЛТ, обратной транскриптазы теломеразы и теломеразной РНК, которая(ые) не связана(ы) с поддержанием длины теломер
I.7.1.3 Разработать ex vivo направленное воздействие на ген механизма поддержания длины теломер из стволовых клеток быстро возобновляющихся тканей и моделей способных к митозу, но медленно или нерегулярно возобновляющихся тканей
I.7.1.3.1 Разработать направленное воздействие на этот ген in vivo
I.7.1.3.2 Модифицировать такие клетки, сделав их устойчивыми к химическим воздействиям и добавив гены «самоубийства».
I.7.2 Заменить гематопоэтические стволовые клетки у мышей поздних поколений (с изношенными теломерами) с дефицитом теломеразы стволовыми клетками мышей с дефицитом теломеразы, но при этом с длинными теломерами, и повторять до тех пор, пока гематопоэтические стволовые клетки этих животных не достигнут репликативного истощения.
I.7.2.1 Удалить резидентные гематопоэтические стволовые клетки из стволовой ниши таких мышей и одновременно заселить нишу резистентными клетками с дефицитом теломеразы и длинными теломерами (использовать работу, описанную в I.7.1.3.2).
I.7.2.2.1 Выявить меры, необходимые для омоложения ниши гематопоэтических стволовых клеток, помимо её пополнения «молодыми» гематопоэтическими стволовыми клетками и омоложения системного микроокружения другими методами регенеративной инженерии
I.7.2.3 Сконструировать полную гематопоэтическую систему (ниша + гематопоэтические стволовые клетки + соединительная ткань) с такими клетками
I.7.3 Повторить работу, выполненную в I.7.2, и зависимые проекты в эпидермисе
I.7.4 Повторить эту работу в кишечнике
I.7.5 Повторить эту работу в лёгком
I.7.6. Определить подверженность раку в модельных крупных млекопитающих, характеризующихся дефицитом теломеразы и истощёнными теломерами, с метастазами при заболевании дикого типа, подобном человеческому раку (овцы?)
I.7.7 Перенести работу, выполненную в I.7.2- I.7.5, на указанную модель
I.7.5 Провести клинические испытания полученных результатов для лечения существующих видов рака, начиная с лимфом
Жизненно важные инвестиции в социальную сферу: Финансировать исследования д-ра Джоша А. Вуда (Кафедра биотехнологии животных, Университет Невады; научный руководитель - д-р Алмейда-Порада) для осуществления трансплантации эндотелиальных клеток-предшественников в кишечник взрослой овцы с ослабленным иммунитетом, чтобы оценить энграфтмент, дифференциацию и участие в составе Либеркюновых крипт.
I.8 Появляющиеся (новые) возрастные повреждения
I.8.1 Оценка медленно накапливающихся, редких или иных деструктивных изменений, которые первыми достигают патологического порога, превзойдя «скорость убегания от старения» (ди Грей, 2004)
I.8.1.1 Мутации и эпимутации, не вызывающие чрезмерной гибели клеток, устойчивости клеток к смерти или пролиферации клеток
I.8.1.2 Рацемизация аспартата в долгоживущем белке, возможно вызывающая аутоиммунное воспаление
I.8.1.3 Конечные продукты гликирования, не вызывающие перекрёстных сшивок, такие как карбоксиметиллизин, возможно вызывающие аутоиммунное воспаление
I.8.1.4 Накопление долихола: долихол - это медленно перерабатываемый липид; остаётся неясным, является ли его накопление адаптивным или патогенным
I.8.1.5 Друзы и другие внеклеточные неамилоидные отложения. Амилоидные отложения в различных тканях, будучи сходными по своей структуре с сенильными бляшками, должны легко поддаваться иммунотерапии, проводимой по методу, разрабатываемому для лечения болезни Альцгеймера. Неамилоидные отложения могут потребовать больше усилий. Однако в настоящее время неясно, должны ли такие отложения (среди которых друзы являются наиболее известными) уничтожаться в течение нормальной продолжительности жизни в настоящее время.
I.8.2 Изучение патологий и причин смерти, особенно в случаях, характеризующихся отсутствием выраженной патологии или как «смерть от старости», на имеющихся моделях замедленного старения: долгожители, грызуны с ограничением калорийности питания и эндокринологическими манипуляциями, а также другие появляющиеся модели (ограничение метионина? ограничение калорий у собак и нечеловекообразных приматов?). Есть вероятность, что некоторые второстепенные составляющие возрастных молекулярных и клеточных повреждений до сих пор не обнаружены и могут быть выявлены в этих исследованиях
I.8.3 Изучение патологий у организмов, старение которых было остановлено или обращено вспять посредством инженерного омоложения - особое внимание уделить омоложенным нечеловекообразным приматам, долгоживущим домашним животным. Если какие-то составляющие возрастных молекулярных и клеточных повреждений ещё не обнаружены, обнаружить их можно только путём исключения тех аспектов указанных повреждений, которые нам уже известны.
Жизненно важные инвестиции в социальную сферу: Возможно, что инвестиции не требуются: основные фундаментальные и описательные исследования интенсивно ведутся в существующих биомедицинских исследовательских институтах. Однако можно связаться с д-ром Стивеном Аустадом по поводу надёжности и достаточности финансирования его исследований старения у обыкновенных игрунок (Callithrix jacchus), а также с д-ром Юджином Редмондом (директором Центра трансплантации и восстановления нервной ткани, Медицинская школа Йельского университета), который занимается подобными исследованиями на макаках-резус.