Учёные нашли у собак и людей общие маркеры старения, предсказывающие срок жизни

Собаки живут с нами бок о бок, дышат тем же воздухом и стареют по схожему сценарию. Однако их жизненный цикл укладывается в 10–15 лет, что делает этих животных идеальной моделью для изучения механизмов старения человека. Недавнее масштабное исследование, длившееся менее трех лет, выявило общие для обоих видов биохимические маркеры, предсказывающие продолжительность жизни. Это открытие радикально ускоряет поиск препаратов, способных продлить период активного долголетия.

Собаки как ускоритель геронтологии

Главная проблема науки о старении — время. Чтобы проверить, как те или иные факторы влияют на здоровье человека, ученым требуются десятилетия наблюдений. Лабораторные мыши живут в стерильных условиях и генетически однородны, что делает результаты далекими от реальной человеческой жизни.

Домашние собаки лишены этих недостатков. Они обитают в той же среде, что и их владельцы, сталкиваются с теми же экологическими рисками и подвержены аналогичным возрастным заболеваниям — сердечно-сосудистым патологиям, нарушениям обмена веществ и проблемам с суставами. При этом скорость их старения в разы выше человеческой. Это позволяет ученым сжимать сроки исследований с 20–30 лет до 2–3 лет, получая данные, напрямую применимые к людям.

Метаболомный анализ: химический портрет старения

Вместо оценки календарного возраста исследователи обратились к метаболому — полному набору низкомолекулярных веществ, циркулирующих в крови. В отличие от неизменной ДНК, состав метаболитов динамичен и отражает текущее состояние всех систем организма: от работы мышц до иммунного ответа.

С помощью жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии ученые проанализировали плазму крови 937 домашних собак разных пород, возрастов и мест обитания. Все животные участвовали в проекте Dog Aging Project. За средний период наблюдения в 2,6 года исследователи фиксировали все изменения здоровья и случаи естественной смерти. Полученные данные сравнили с результатами девяти независимых исследований на людях, изучавших аналогичные биохимические показатели.

Общие маркеры жизненного ресурса

Сравнение выявило поразительное совпадение. Около 17% исследованных метаболитов у собак оказались тесно связаны с ожидаемой продолжительностью жизни. При сопоставлении с человеческими данными корреляция достигла 64%, а для группы ключевых соединений совпадение было полным.

Ученые выделили четыре основных типа молекул, изменение концентрации которых сигнализирует о снижении физиологического ресурса:

• Псевдоуридин. Его повышение указывает на ускоренное разрушение клеточных структур, характерное для старения тканей.
• N2, N2-диметилгуанозин. Рост концентрации свидетельствует о клеточном стрессе и потере способности клеток к восстановлению.
• Гомоцитруллин. Накопление этого вещества говорит об окислительном стрессе и ослаблении защитных механизмов организма.
• Деоксикарнитин и гомоаргинин. Снижение их уровня в крови связано с ухудшением энергообмена и тонуса сосудов. Поддержание стабильной концентрации этих молекул ассоциировано с более высокой продолжительностью жизни.

Роль почек и системный характер старения

Большинство обнаруженных маркеров оказались связаны с работой почек. С возрастом эффективность почечной фильтрации у млекопитающих снижается, что ведет к накоплению продуктов обмена в крови. Однако математическая коррекция данных, исключившая влияние календарного возраста, массы тела и уровня креатинина, показала: связь между концентрацией метаболитов и жизненным ресурсом сохраняется. Это доказывает, что данные соединения отражают общее физиологическое старение на клеточном уровне, а не просто сбой в работе одного органа.

Прорыв в трансляционной медицине

Главный практический итог работы — возможность кардинально сократить время тестирования методов продления жизни. В исследованиях на людях для подтверждения связи между биохимическими показателями и реальной продолжительностью жизни требуется от 8 до 28 лет. В проекте с собаками аналогичные выводы были сделаны за 2,6 года.

Это ускорение открывает прямой путь для трансляционной медицины. Препараты, потенциально замедляющие старение, теперь можно тестировать на собаках-компаньонах в разумные сроки. Оценка их безопасности и эффективности на животных, живущих в реальных условиях, позволит быстро внедрять успешные стратегии в клиническую практику для человека, приближая эру активного долголетия для обоих видов.

По материалам: iXBT