Очередное молекулярное «молодильное яблоко» не торопится оправдывать ожидания – один и тот же белок в разных экспериментах может как способствовать регенерации мышц, так и подавлять её.

Мы настолько часто слышим о том, что открыли белок памяти, или ген вечной молодости, или молекулу, убивающую раковые клетки наповал, что может показаться, будто в самом скором времени нас ждёт долгая здоровая жизнь – для всех и каждого. Однако прогресс человечества, движимый наукой, развивается всё-таки медленнее, чем мы от него ждём. Одна из причин завышенных ожиданий в том, что в популярных научных текстах редко появляется теневая сторона экспериментальных исследований: всевозможные уточнения и опровержения результатов, которые захотели перепроверить в других лабораториях. Образно говоря, широкая публика не слышит грохота и треска рушащихся гипотез и теорий.

Срез через сердечный желудочек мыши: слева — у молодой особи, посередине — у старой, справа — у старой, получившей молодую кровь. (Фото Francesco Loffredo / Harvard Stem Cell Institute.)

Сердечная мышца человека с волокнами Пуркинье, входящими в проводящую систему сердца. (Фото Dennis Kunkel Microscopy, Inc. / Visuals Unlimited / Corbis.)

Волокно скелетных мышц человека. (Фото Dr. Gladden Willis / Visuals Unlimited / Corbis.)

Характерный пример – свежая история белка, называемого фактором тканевой дифференцировки 11 (GDF-11). Не так давно он стал очередным молекулярным «молодильным яблочком»: эксперименты показали, что он может обращать вспять некоторые возрастные изменения. Обнаружили это в удивительном опыте, когда объединяли кровеносную систему двух мышей, молодой и старой. Оказалось, что молодая кровь благотворно действует на сердечную мышцу. С возрастом стенки сердца утолщаются, что плохо сказывается на его работе, а молодая кровь, наоборот, делала сердечномышечные стенки тоньше. Когда попробовали выяснить, что за молекулы могут играть тут роль, то обнаружили 13 потенциальных кандидатов, и среди них – GDF-11. Проверили – и оказалось, что он и сам по себе оказывает омолаживающее действие на сердечную мышцу.

Кроме того, GDF-11 стимулировал нейрогенез и развитие сосудов в мозге у старых мышей, а также способствовал восстановлению функциональности обычных скелетных мышц. Полученные данные смутили многих, поскольку картина получалась исключительно противоречивая. С одной стороны, было известно, что GDF-11 много у молодых животных и совсем мало у старых. С другой – долгое время пор про его функции знали лишь то, что он управляет формированием обонятельных рецепторов и рецепторов в спинном мозге. И, наконец, самое главное, ещё в 2009 году Дэвид Гласс (David Glass) вместе с коллегами из Института биомедицинских исследований к обнаружили, что тот же GDF-11 подавляет рост мышц. Тогда этому не удивились – поскольку он похож на белок миостатин, который тормозит дифференцировку мышц, от GDF-11 ждали примерно того же самого. Удивиться пришлось позже, когда оказалось, что в чужих экспериментах он показывает абсолютно противоположные свойства.  

И тогда свойства GDF-11 решили перепроверить ещё раз. Первое, что удалось выяснить, что до сих пор его анализировали не слишком специфичным методом: во-первых, у него есть две формы, мономерная и димерная (когда две молекулы объединяются в один функциональный модуль), во-вторых, как было сказано, он похож на миостатин. Иммунологический метод, использовавшийся ранее, не отличал мономеры GDF-11 от димеров (а на функции белков «слипание» их молекул вместе может влиять довольно сильно), да ещё и миостатин порой прихватывал. Разработав более точный метод анализа, исследователи проверили, как меняется уровень белка с возрастом. У мышей его уровень был вообще слишком низок, чтобы о нём можно было говорить достоверно, но у крыс и человека он был достаточно высок – и оказалось, что с возрастом количество GDF-11 уж точно не уменьшается, а то и растёт. Когда его вводили старым животным, никакой мышечной регенерации не происходило. Более того, мышцы даже медленнее восстанавливались после повреждений – что логично, если принять, что GDF-11 подавляет, а не стимулирует регенерацию. Полностью результаты экспериментов опубликованы в журнале Cell Metabolism.

Как такое может быть – что одна и та же молекула ведёт себя настолько по-разному в разных руках? Очевидный ответ: какая-то исследовательская группа получила неверные результаты. Но не исключено, что правы и те, и другие. Так, Эми Уэйджерс (Amy Wagers) из Гарварда, под чьим руководством была выполнена работа с молодой и старой кровью (после чего все и заговорили про GDF-11 как о факторе омоложения), говорит, что всё дело в разных формах белка, что какая-то из его форм всё-таки уменьшается с возрастом. Кроме того, группа Уэйджерс и группа Гласса использовали разные способы, чтобы повредить мышцы: одни – кардиотоксин, другие – сильное охлаждение. И вполне может быть, что регенерирующее действие GDF-11 зависит от этиологии повреждений. Наконец, в определённом смысле между обеими работами нет противоречий, поскольку и там, и там говорится об оптимальном уровне белка, необходимого для поддержания функциональности мышц. Просто одни авторы показали, что уровень этот не следует понижать, а другие – что не следует повышать. И последнее – омолаживающий эффект молодой крови может иметь место вовсе не обязательно только из-за GDF-11; выше мы упоминали, что удалось насчитать целых 13 потенциальных кандидатов в «молодильные яблоки».

Так или иначе, будущее GDF-11 как терапевтического средства, замедляющего старение, остаётся под вопросом. И здесь становится понятно, что стандартная фраза про «дальнейшие исследования», которой обычно заканчиваются подобные тексты – не просто риторический оборот, а что-то, что необходимо держать в уме, рассуждая про очередные феноменальные результаты и скорейшее наступление светлого будущего. И ещё – можно лишь порадоваться за учёных, потому что в современном мире наука осталась едва ли не единственной областью, где пересмотр результатов и признание собственных ошибок является обычной рутинной процедурой, которая продолжает действовать, несмотря на всевозможные вненаучные «интересы».

По материалам The Scientist.