Сетевая медицина и поиск существующих лекарств для замедления старения
Старение — это невероятно сложный процесс, в который вовлечены тысячи генов и множество различных механизмов, от нестабильности генома до клеточного старения. Из-за такой многофакторности поиск эффективных препаратов, способных продлить здоровую жизнь, долгое время оставался крайне трудной задачей. Однако новое масштабное исследование, опубликованное в журнале Nature Aging, предлагает элегантное решение этой проблемы с помощью методов сетевой медицины. Авторы работы решили отойти от поиска одной «волшебной пули» и проанализировали старение как единую взаимосвязанную систему.
Ученые наложили более 2300 генов, ассоциированных с долголетием, на общую карту взаимодействий всех белков в клетках человека, так называемый интерактом. В результате выяснилось, что гены, отвечающие за различные фундаментальные механизмы старения, не разбросаны по организму хаотично. Они образуют плотно связанную сеть, своеобразный «модуль долголетия», состоящий примерно из 1250 генов. Это концептуально меняет правила игры в биологии старения: с точки зрения клеточной сети, не имеет значения, на какую именно причину старения мы пытаемся воздействовать, так как все они находятся в одной и той же локализованной сетевой «окрестности».
Чтобы найти лекарства, способные влиять на этот модуль, исследователи разработали специальный алгоритм под названием SHARP (Systematic Hallmark-based Aging Repurposing Pipeline). С его помощью они измерили, насколько близко более 6400 одобренных клинических и экспериментальных препаратов подбираются к ключевым узлам этой сети старения. Кроме того, авторы ввели новую метрику pAGE, которая анализирует активность генов на транскриптомном уровне. Она показывает, обращает ли конкретное лекарство вспять возрастные изменения в экспрессии генов, или же, наоборот, закрепляет их.
Результаты применения этого подхода оказались весьма показательными и привели к нескольким важным открытиям:
• Система выявила множество перспективных кандидатов для «перепрофилирования» — использования уже известных лекарств не по их прямому назначению, а в качестве геропротекторов. Например, алгоритм показал, что оксиметазолин потенциально способен корректировать возрастные нарушения межклеточной коммуникации через специфический каскад реакций, что делает его интересным кандидатом для дальнейших экспериментальных проверок.
• Анализ математически подтвердил надежность таких известных мишеней для продления жизни, как белки SIRT1 и PARP1, которые выступают важнейшими узлами-концентраторами в рассчитанной сети долголетия.
• Были обнаружены и скрытые угрозы фармакологии. Выяснилось, что 14 исследуемых химических соединений имеют отрицательный показатель pAGE. В частности, проходящий клинические испытания ингибитор Pimasertib на генетическом уровне значительно ускоряет процессы клеточного старения.
Главный вывод работы заключается в том, что клеточные сети обладают высокой степенью устойчивости. По этой причине терапия, направленная только на одну мишень, скорее всего, будет компенсирована организмом и окажется неэффективной. Будущее науки о продлении жизни стоит за мультитаргетными и комбинированными подходами, которые будут воздействовать сразу на несколько узлов сети старения. Данное исследование предоставляет отличный, экспериментально проверяемый фундамент для поиска таких комбинаций среди уже существующих препаратов.
Выкладываю переводы статей по геронтологии и продлению жизни еще в своем в тг