Мутация, которая позволяет много есть и не полнеть, и ультразвук от депрессии: главные открытия мая

Раз в месяц Reminder рассказывает о самых интригующих и многообещающих новостях медицины, психологии и трансгуманизма. Вот что привлекло наше внимание в мае.

Анализ предсказывает скорость старения 

Замедление старения — наверное, главная технология, которую мы ждем от медицины. Но до сих пор не существует точных инструментов, чтобы соотносить биологический возраст человека с календарным.

Казалось бы, ничего сложного. Нужно изучить ДНК людей разных возрастов и найти на нем определенные «химические метки», указывающие на старение. Но есть проблема: если исследовать ДНК людей, которые родились в разное время, правильный результат мы не получим — потому что наши бабушки и дедушки жили совсем по-другому, реже принимали антибиотики, меньше и хуже ели, не так сильно подвергались воздействую загрязнений воздуха, и все это повлияло на их геном.

Поэтому ученые из Школы общественного здравоохранения имени Мейлмана при Колумбийском университете пошли другим путем: изучали ровесников. В центре внимания были такие параметры здоровья, как работа сердца, печени, легких и почек, уровень липидов и маркеры воспаления в крови, соотношение талии и бедер и когнитивные способности.

Так разработчики выявили 46 «химических меток» на ДНК, связанных со старением — и создали анализ крови, который находит эти метки, оценивает темп старения и предсказывает хронические заболевания. Пока тесту предстоит пройти масштабные испытания (как минимум — доказать, что он работает не только на людях европейского происхождения), но это уже небольшой трансгуманистический шаг вперед.

Ген «худобы» — для будущего без ожирения

«Мы все знаем этих людей: это около одного процента населения», — говорит Джозеф Пеннингер, генетик и директор Института наук о жизни и профессор Университета Британской Колумбии. — «Они могут есть все, что хотят, и быть метаболически здоровыми. Они много едят, они не приседают все время — просто не набирают вес».

Пеннингер вместе с коллегами решили, что раз весь научный мир сосредоточен на генетике ожирения и пока не добился особых успехов, стоит взглянуть посмотреть на проблему с противоположной стороны. Они проанализировали генетический материал более чем 47 000 эстонцев в поисках того самого гена.

И исследователи его нашли: в гене ALK оказались уникальные вариации, свойственные именно здоровым худым людям с низким ИМТ (без анорексии). На анализе ДНК ученые не остановились, а продолжили экспериментировать in vivo. Так обнаружили, что у мух-дрозофилов с «выключенным» геном ALK снижается уровень триглицеридов — жировых молекул, которые накапливаются в организме как источник энергии, а мыши без ALK остаются худыми, весят меньше и имеют меньше жировых отложений, чем их сородичи с ALK — при одинаковых питании и активности.

Судя по собранным данным, ALK экспрессируется в гипоталамусе и контролирует липолиз, то есть дает указание органам, сколько жира сжигать и как использовать его запасы. По крайней мере, так происходит у мышей и плодовых мушек. Если окажется, что и людям  «отключение» ALK дает те же бонусы, то терапию долго ждать не придется: из-за того, что мутации этого гена связаны с некоторыми видами рака, уже существуют его ингибиторы.

Как мозг запрограммирован на моногамию

Только 3-5% млекопитающих предпочитают спариваться с одним партнером всю жизнь, в том числе некоторые люди и мыши-полевки. Что делает нас моногамными? Американские исследователи предположили, что одна из причин — это активность в прилежащем ядре, мозговом центре вознаграждения, который активируется, если мы употребляем кокаин или держим любовника за руку. Они думали, что увидят разную активность во время спаривая полевки с партнером и случайной мышью-незнакомцем. Но обнаружили совсем иное.

Чужой или свой любовник — мозг полевки выглядел примерно одинаково. Разница оказалось в другом. Представьте сцену из мелодрамы, когда герои бегут навстречу друг другу (только на место людей поставьте полевок). В этот момент в мозге полевки вспыхивает уникальный кластер клеток в прилежащем ядре — и совсем другой кластер клеток загорается, когда полевка встречает незнакомца. Причем чем дольше полевка «встречалась» с партнером, тем больше становилось этих клеток и тем сильнее они светились; причем ансамбль этих нейронов коррелировал с силой связи между парой полевок. То есть «любовь растет» буквально, а не метафорически, причем на клеточном уровне.

Скорее всего, эти особенные нейроны важны для формирования и поддержания длительной связи и связаны с нейромедиаторами окситоцином, дофамином и вазопрессином, которые отвечают за доверие, близость, привязанность и более глобально счастье. Если так и есть, для полевок и человеческих пар, то в каждом из нас есть нейронная основа, которая мотивирует нас быть вместе с возлюбленным, воссоединяться с ними — и еще одна причина, почему нам так плохо в изоляции. «Это эмоциональный эквивалент того состояния, когда мы голодны, но не едим, за исключением того, что вместо того чтобы пропускать еду, мы медленно голодаем», — говорит Зои Дональдсон, одна из авторов исследования.

Защитит ли ЗОЖ от старения мозга? Ответ в генах

Когнитивное старение зависит от нейрональных стволовых клеток: они находятся в гиппокампе и создают новые нейроны и новые воспоминания. С возрастом они производят все меньше нейронов — что, по-видимому, и приводит к снижению когнитивной функции. Ученые из Королевского колледжа Лондона нашли гены, которые защищают эти самые нейрональные клетки от старения, а значит — сохраняют наши когнитивные возможности. Правда, только при условии здоровой жизни.

Сначала ученые нашли 9 генов-кандидатов — гены, которые по-разному работают в молодости и старости и при этом влияют на нейрональные стволовые клетки. Дальше проанализировали образ жизни взрослых близнецов. Те вели дневник питания, контролировали активность с помощью фитнес-трекера и регулярно проходили когнитивные тесты. Когда здоровые и нездоровые привычки близнецов сопоставили с физиологическими характеристиками, то определи, какие именно из генов-кандидатов связаны со старением мозга и здоровым образом жизни.

Вот они, гены, которые (при хорошем поведении) защитят наш ум: SIRT1 и GRB10. Определенный вариант этих генов повышает шансы, что тот или иной элемент ЗОЖ задержит старение мозга. Так, соблюдение средиземноморской диеты может помочь обладателям определенной мутации GRB10, в то время как упражнения — тем, у кого есть с конкретные вариации SIRT1. 

Ультразвуковые волны от депрессии 

Ученые из Стэнфорда и Университета штата Юта протестировали ультразвук, чтобы понять его возможности в изменении поведения. Почему именно ультразвук? Есть мнение, что им можно лечить самые разные расстройства, связанные с нарушением мозга — от депрессии и тревоги до эпилепсии и хронической боли. Идея в том, чтобы точечно направлять звуковые импульсы в мозг, вызывать колебания мембран нейронов и таким образом активировать их, меняя их активность или связь с другими нейронами. Боли вмешательство не вызывает.

Метод выглядит крайне соблазнительно: исследователи считают, что с его помощью можно корректировать поведение человека — с проблемного на адаптивное. Первое тестирование прошло на обезьянах; их стимулировали смотреть влево или вправо. Получилось.

Но радоваться рано. Заставить обезьяну посмотреть в определенную сторону гораздо легче, чем изменить депрессивные паттерны или избавить от тяги к наркотикам. А чтобы скорректировать поведение, нужно точно знать, какие именно цепочки нейронов за него отвечают — то есть куда целиться. Сами ученые, видимо, считают задачу выполнимой и собираются испытывать ультразвук на людях с большим депрессивным расстройством уже через три года.

Скоро в продаже: первый негормональный контрацептивный гель

Уже осенью американцы смогут протестировать первый негормональный контрацептивный гель. Он называется Phexxi, и FDA уже одобрило его применение. Главное достоинство — гель не содержит гормонов, а значит и не вызывает побочные эффекты, за которые часто критикуют гормональные контрацептивы, и подходит женщинам, которым гормональная контрацепция противопоказана.

Как работает контрацептив, если в нем нет гормонов? Поддерживает кислотность влагалища на ее обычном высоком уровне в 3,5-4,5 pH и таким образом убивает сперматозоиды — для них гостеприимна более щелочная среда в 6-8 pH. Пользоваться  Phexxi несложно: нужно вставить аппликатор с гелем во влагалище перед сексом или за час до него; если в течение часа происходит больше одного полового акта, нужно использовать еще один аппликатор.

Клинические испытания показали, что эффективность геля в защите от беременности — 86% (для сравнения: у презервативов — 80%, если надевать их правильно). От ЗППП гель не защищает. Цена, увы, немалая: упаковка с 12 аппликаторами будет стоить $250-275 (упаковка с 12 презервативами на Amazon стоит $6-12).

Увеличение мышечной массы без спорта

... правда, пока только мышам. Ученые из Медицинской школы Вашингтонского университета кормили хвостатых испытуемых пищей с высоким содержанием жиров и вводили им специальную генную терапию — инъекцию вируса, в котором содержится определенный ген. Этот ген встраивается в ДНК и увеличивает экспрессию белка фоллистатина, ответственного за рост мышц. Предполагалось, что мышечная ткань станет расти, а воспаление, связанное с ожирением, снизится. 

Так и произошло. Без всяких дополнительных упражнений генно-модифицированные мышки увеличили мышечную массу в два раза и не заболели ожирением, несмотря на очень жирный рацион. Заодно супер-мыши избавились от остеоартрита и в целом стали более здоровыми и менее чувствительными к боли, чем их «натуральные» родственники.

Клинические испытания генной терапии продлятся еще много лет: нужно определить, насколько она безопасна для человека. Прежде всего она нужна пациентам с мышечной атрофией и остеоартрозом, но и будущее, где мы можем накачать мышцы без усилий, выглядит неплохо.

Теперь доказано: во сне мы переживаем опыт бодрствования

Появились первые доказательство, что во сне люди заново переживают пережитое наяву — скорее всего, чтобы воспоминания закрепились в памяти. Мы уже знаем, что именно так происходит с животными, но уверенности насчет людей не было: мощностей МРТ просто не хватало, чтобы обнаружить паттерны запуска нейронов и подтвердить или опровергнуть гипотезу. Но исследователи из компании Braingate нашли решение. 

Вообще-то Braingate не исследуют сон, а разрабатывают интерфейсы «мозг-компьютер» для людей с параличом. Это им и помогло. У них уже были потенциальные участники с вживленными в мозг имплантами, которые позволяют можно перемещать курсор на экране с помощью мысли. Активность мозга получилось рассмотреть именно благодаря ним.

Как именно проходил эксперимент? Двух добровольцев попросили перемещать курсор на экране по определенной схеме, раз за разом (это была игра по мотивам электронной игры Simon). Все это время ученые фиксировали активность имплантов с помощью микроэлектродов. Потом участники полчаса проспали, а микроэлектроды продолжили регистрировать активность их мозга — и показали, что паттерны запуска имплантов слишком часто похожи на те, что были до сна, чтобы это было случайностью. Интересно, что они воспроизводились быстрее или медленнее, чем в оригинальном «исполнении».

Почему экспериментальный сон длился только полчаса? Импланты должны быть физически подключены к компьютеру, а за их работой должен следить технический специалист; поэтому таким способом пока не получится исследовать долгий сон в «естественных» условиях. Но и этих данных достаточно, чтобы можно было наконец-то сказать: мы действительно заново переживаем события дня ночью.

Голодание + витамин С сдерживают рак 

Ученые уже много лет пытаются лечить рак высокими дозами витамина С и голоданием, но получали неоднозначные и скромные результаты. Миланские исследователи соединили эти два метода, и комбинация смогла сдержать рост злокачественных опухолей у мышей, в некоторых случаях — даже убить зараженные клетки. Причем метод работал на необычных раковых клетках —  клетках с мутацией в гене KRAS, которые нечувствительны к большинству методов лечения.

Авторы объясняет эффект так. Витамин С и голодание взаимно друг друга усиливают и создают среду, неблагоприятную для раковых клеток, но безопасную для здоровых клеток. Если добавить химиотерапию, получится действенное лечение.

Как именно это работает?

1. Мегадозы витамина С запускают противоопухолевые химические процессы: аскорбиновая кислота — антиоксидант, поэтому она борется со свободными радикалами, которые вызывают мутации ДНК и рак. Вдобавок уменьшает количество ферритина, белка, связывающего железо — если его много, то клетки с мутацией в гене KRAS сходят с ума и защищают опухоль.
2. Голодание усиливает действие аскорбиновой кислоты: останавливает рост опухоли и делает ее более уязвимой перед химиотерапией. А также дополнительно защищает здоровые клетки от побочных эффектов химиотерапии. Но больным раком нельзя терять мышечную массу, это снижает их шансы выжить — поэтому вместо голода в эксперименте использовали низкокалорийную диету на основе растительной пищи, на которую организм реагирует так же, как и на голодание.

Но к исследователям есть две претензии. Во-первых, один из авторов — акционер компании L-Nutra, которая выпускает биологически активные добавки. Во-вторых, они пишут о высоких дозах витамина С как нетоксичных — что верно, если действие аскорбиновой кислоты сравнивать с химиотерапией и раком.

На самом деле мегадозы витамина С безопасными никак не назовешь. Только в этом месяце вышли два исследования того, что избыток антиоксидантов вредит сердцу и скелетным мышцам. Так что не стоит слишком радоваться и искать витамин С на iHerb.

Фото на обложке: National Cancer Institute / Unsplash