Реверс старіння і майбутнє людства

Як для людини, яка грається в Бога, Джорджу Черчу досить непогано вдається роль. За минулі 45 років генетик з Гарварда з густою білою бородою опублікував сотні статей і отримав десятки патентів. Науковий доробок Черча має на меті розширити нашу здатність читати, записувати і редагувати ДНК — код життя. Він був одним із перших, хто застосував метод редагування геному CRISPR до клітин ссавців. Черч штовхнув біоінженерію одразу в багатьох напрямах. Наприклад, показав, як її можна використати для воскресіння мамонтів, знищення малярійних москітів, отримання бактерій, які очищують атмосферу, і навіть детектування часток темної матерії, що бомбардують Землю із космосу. Він якось зберігав 70 млрд копій своєї книги Regenesis, перекладену на послідовність А, Ц, Т і Г елементів, у краплині ДНК завбільшки з росинку. Але ми б хотіли поговорити з Черчем про майбутнє людства. Під час розмови він міркував про свинячі органи, додатки для онлайн-знайомств, мізки в пробірці і штучний інтелект. 

 

 Чи вірите ви в людство?

 

— Коли ви подивитеся в космос, то все, що побачите там, — це мертве каміння. Я не вельми переконаний, що це хороша альтернатива для нас із вами. Тож ми зобов’язані зберегти наш вид хоча б до тих пір, поки не дізнаємося, що там є щось принаймні таке ж хороше. Неясно, чи мавпи і кальмари займуть наше місце після того, як ми зникнемо. Я міркував над тим, які шанси, що наш вид проживе ще хоча б сто років. Щиро кажучи, поняття не маю.

 

— Багато людей хочуть жити довше. Як ви ставитеся до продовження тривалості життя за допомогою сучасних технологій?

 

— З наукових публікацій відомо, що є хоча б дев’ять способів, як це зробити. Наївно було б думати, що є якийсь один чарівний спосіб — наприклад, ліки, їжа чи утримання від якоїсь їжі, який дозволить нам це зробити. Один важливий спосіб — це зменшення запалень. Є протизапальні білки, які можна застосовувати як локально, так і системно. Інший шлях — це відновлення функцій мітохондрій, енергетичних станцій клітин. Візьміть, для прикладу, білок TEAM. Ми показали, що за його допомогою можна отримати високі концентрації невеликих молекул, які використовують мітохондрії. Коли ми старіємо, відбувається скорочення теломер — ДНК, які захищають краї хромосом. Відомо, що ензим TERT додає пари основ до кінця хромосом. Тож коли ви постарієте, зможете собі добавити декілька. Список продовжується, і багато з цих методів уже довели свою дієвість у мишей. Я люблю підхід генної терапії.

 

—​ Як працюють генні терапії і для чого ще їх можна використати?

 

— Білки та гени можна доставляти внутрівенно. Якщо конкретний білок відсутній або пошкоджений, ви можете доставити в своє тіло або його, або ген, який його кодує. У клінічних випробуваннях використовують близько 2000 видів генної терапії. Ген під назвою RPE65 кодує ключові білки в сітківці ока, а мутації цього гена призводять до захворювання, яке називається амаврозом Лебера і призводить до втрати зору. Але цей ген можна замінити за допомогою генної терапії. Є ще й інші речі, які ви можете робити з генною і білковою терапією, котрі не обов’язково лікують якісь мутації. Є дуже складна машина — білок, — яку можна запрограмувати на те, щоб вона робила в організмі ті чи інші речі. Ви можете знайти дуже рідкісні випадки людей із неймовірно цікавими білками. Наприклад, дехто може заразитися ВІЛом, але в нього не буде СНІДу навіть без специфічного лікування. І ви можете визначити, чому так є, і створити на основі цього генну терапію. 

 

Інший підхід — це трансплантація органів тим, кому це потрібно, але не вистачає людських органів для пересадки. Такі органи можна було б вирощувати шляхом модифікації геному свині. Ми розпочали випробування серед нелюдиноподібних приматів, яким пересадила органи від генетично модифіковаих свиней. Дехто каже: “О, ви не повинні робити це удосконалення”, — але суть полягає в тому, що ми постійно проводимо різні удосконалення. Реверс старіння — це вдосконалення. Вакцини — це вдосконалення. Для потреби вдосконалення здорової людини буває важко знайти аргументи, натомість можна багато сказати в користь вдосконалювання органу, який ви пересаджуєте в тіло пацієнта і хочете, щоби цей орган працював так же добре, як і орган здорової людини. Ви хочете, щоб він був стійким від патогенів чи раку, а також від кріоконсервації, якщо плануєте зберігати цей орган.

 

 Чи відчували ви етичний спротив від людей, яким не подобається ідея об’єднання видів?

 

— Я зрозумів, що мій найгірший критик — це я сам, тож найбільше спротиву маю від Джорджа Черча. І це частково зумовлене тим, що я як технолог інколи бачу речі на кілька років швидше, ніж інші дослідники. Дехто з моїх колег побоюється, що регуляція сповільнює розвиток їхніх сфер. Але я бачив сфери, які сповільнились, навпаки, через відсутність вдалої регуляції. Наприклад, у Європі не було достатньої регуляції талідоміду, який зумовлював передчасні пологи і важкі вроджені деформації немовлят, а в США — анальгетика Vioxx, котрий збільшував ризик фатального серцевого нападу.


Я також прихильник дискусії про речі, які виходять за межі компетенції FDA. Вони не відповідають за економіку та рівність. Більшу частину своєї кар’єри я намагався знизити ціни на технології. Найбільш драматичною серед них є технологія секвенування ДНК. За минулі 14 років ми знизили ціну приблизно у 10 мільйонів разів. Я сподіваюся, що нам вдасться знизити її навіть нижче нуля. Тобто ми самі платитимемо людям, які надаватимуть свій геном для секвенування.

 

— Ви сказали, що кожен повинен секвенувати свій геном. Навіщо?

 

— У кожного має бути можливість секвенувати свій геном. Ми можемо зберегти сотні мільярдів доларів, оскільки 5% усіх малюків народжуються з серйозними генетичними порушеннями. Вони помирають молодими. Протягом цього часу є дуже багато болю і потрачених коштів. 

 

— Ідея полягає в тому, щоб люди не одружувалися з тими, чиї гени у парі з їхніми власними можуть породити хворе потомство?

 

— Саме так. Вже доведено, що це працює для дуже малої кількості хвороб у невеликій популяції. Хворобу Тея-Сакса, наприклад, майже повністю викорінили через вибір пари. Вибір партнера навіть не регулюється FDA, і це навіть не медицина, але він має неймовірно дієві наслідки і майже не дає побічних ефектів. Ви зможете втратити 5% людей у своїй соціальній мережі, яких ви б інакше розглядали як пару. 


— Чи передбачаєте ви, що люди додаватимуть свої секвеновані геноми до профілів на сайтах знайомств і налаштовуватимуть їх так, щоб вони автоматично відфільтровували несумісних партнерів?

 

— Це цілком можна зробити з сучасним програмним забезпеченням. Або ви можете написати комусь повідомлення такого змісту: "Привіт! Програма каже, що ми сумісні. Може, ти б хотів/ла піти зі мною на каву?" Говорити про дітонародження ще перед побаченням трохи прямолінійно. Цікавий коментар перед початком стосунків.

 

— Яке майбутнє секвенування?

 

— У майбутньому нас, найімовірніше, чекатимуть три види секвенування. Перший — це дешевша версія того, що ми робимо прямо зараз, так званого флюоресцентного секвенування. Головна ідея полягає в тому, що ви поміщаєте своє ДНК під мікроскопом і додаєте хімікати, які приєднуються до її основ і світяться чотирма окремими кольорами. Камера записує, які крапки йдуть в якому порядку. Другий — це флуоресцентне секвенування на місці (in situ), де ми можемо, власне, побачити окремі гени, що експресували, і де вони знаходяться в секції тканини. 

 

— Це як доповнена реальність?

 

— Тривимірна візуалізація інформації може стати звичною у майбутньому, але зараз нам вдається лише розкрити клітину і випадково розподілити її нутрощі на слайді. Ми можемо зберегти цю інформацію. Ви праві: як тільки матимете цю 3D-інформацію, вам потрібний буде спосіб її візуалізації — і, можливо, це буде 3D-знімання, віртуальна або доповнена реальність. 

 

І третє, що, на мою думку, найбільш захопливе, — це натільне секвенування, в якому пристрій настільки малий і швидкий, що він зможе встигнути проаналізувати, де ви є, повідомити вам, чи довкілля навколо вас містить шкідливі алергени або патогени, і навіть зможе ідентифікувати людей і тварин навколо вас.

 

— Коли ми говоримо про редагування генів, то ви зіграли велику роль у застосуванні CRISPR до клітин ссавців. Чи можете розповісти, що це означає і чому це важливо?

 

— Насамперед я вважаю, що CRISPR — це не є щось аж настільки неймовірне. Я міг би сказати, що це неймовірна технологія, адже я отримав від неї більше користі, ніж, мабуть, будь-яка інша людина у світі; але існує ще хоча б вісім різних способів редагування генів. CRISPR — лише один із них. Це лише досить невелике вдосконалення попереднього методу, а всі інші методи досі працюють. CRISPR має переваги в одних категоріях і недоліки в інших. Втім, немає сумнівів у тому, що все це є справжньою революцією.  

 

— У скількох стартапах ви берете участь зараз і в чому привабливість роботи з індустрією?

 

— Я був співзасновником приблизно 25 стартапів і консультував ще приблизно таку ж кількість, а також декілька великих компаній. Привабливість роботи полягає в тому, що коли ви винаходите щось у академічній вежі зі слонової кістки, то можете це опублікувати, але воно не обов’язково матиме якісь наслідки. Дехто, звісно, це прочитає, але щоби перетворити винахід у повноцінний продукт, який можна виробляти і продавати на ринку, а також пересвідчитися, що все це супроводжується адекватними інструкціями, вам потрібно вийти з академії в реальний світ. 

 

— Деяких людей відштовхує ідея втручання в природу. Наприклад, вони не хочуть їсти ГМО. Чому?

 

— Коли ми говоримо про ГМО, то хочемо проводити червоні лінії на піску — але часто ми проводимо ці лінії з хибними критеріями в голові ще перед тим, як зрозуміємо речі. Наприклад, я не думаю, що зміни зародка — зміни, що вносяться в ембріони, яйцеклітини або клітини, що продукують сперматозоїди, і передаються у спадок протягом багатьох поколінь — є хорошим місце для проведення цих ліній. Або рекомбінантна ДНК, яка поєднує гени від різних видів. 


Якщо ви зміните А на Т, а Ц та Г або ще щось із цих речей, то це настільки близько до того, що відбувається в природі, що майже неможливо відрізнити зміни, які відбулися завдяки CRISPR, від природних. Мені здається, що ми регулюватимемо наслідки, а не те, як ми до них дійшли. Як на мене, то я переживаю через ГМО, але мене також непокоять рослини, які піддавали змінам протягом історії сільського господарства у такий спосіб, що у них запроваджувалися тисячі випадкових мутацій, будь-яка з них могла стати алергеном. Я не думаю, що випадкове — це завжди добре. Мій досвід з випадковістю полягає в тому, що це частіше буває погано. Інженерія дає нам шанс спитати, чи зміна є безпечною й ефективною.

 

— Чому інженерія клітинних зародкових ліній є хибною “червоною лінією”?

 

— Ви, мабуть, запитуєте, що в зародковій лінії може статися такого, чого б ми не хотіли? Якщо у вашій сім’ї є генетична мутація, то стандартна медична процедура — це зробити аборт або запліднення in vitro. Генетична інженерія сперми потенційно набагато безпечніша, ніж інженерія ембріонів чи навіть запліднення in vitro або аборт.  

 

— Ви перетворюєте стовбурові клітини в тканину людського мозку в лабораторії. Як далеко ви зайшли?

 

— Найбільші структури, які нам вдалося створити, складаються приблизно з півмільярда клітин — тобто менше, ніж мозок миші. Ми тепер можемо отримати більшість основних клітин мозку. Ми можемо створити лігодендроцити, які огортають мієлінову оболонку, що ізолює нервові з’єднання. Ми можемо створювати клітини ендотелію. Це має ключове значення, адже якщо у вас немає ендотелію, у вас немає капілярів. Ми намагаємося зробити більші, складніші органоїди з добрим припливом крові. 

 

— І які їхні застосування?

 

— Є три основні застосування (в порядку наближення). Перший — це тестування генетичних варіантів. Чи якась конкретна мутація зумовлює конкретну дисфункцію в роботі мозку? Ми навіть маємо модель для хвороби Альцгеймера. Якщо ви візьмете клітини від пацієнта, в якого пізно розвинулась хвороба, і контрольні маркери віку (age-matched controls) та використаєте їх для вирощування мозкових органоїдів, ви зможете побачити, як вони по-різному розвиваються. Другий — це тестування нових ліків та нових терапій. Це можуть бути електронні пристрої або генні терапії. А третя категорія — транспланти.

 

— Яким буде використання мозкових трансплантів?

 

— Сьогодні найбільше обговорюють їх використання для хвороби Паркінсона. Дофамінові нейрони вмирають, що зумовлює проблеми з рухом та мотивацією, і ми б хотіли їх замінити. Але вони також можуть бути причиною епілепсії. Будь-яка частина мозку, в якій ви можете запровадити якусь структуру, здатну утворювати нові зв’язки, буде плюсом. Інше використання — це регенерація тріщини, які зазвичай зумовлюватимуть параліч. 

 

— Окей. Тож ми поки не говоримо про трансплантацію усього мозку. Є жарт, що єдиний орган, який більше підходить для донорства, ніж для транплантації, — це мозок. 

 

— Ні, ні, ні. Лише шматочки. 

 

— Чи можуть люди додати собі мізків, щоб отримати додаткові бали IQ?

 

— Проведення такої процедури на людях пов’язане з величезними ризиками. Але я можу собі уявити, що така процедура буде безпечною. На мою думку, проведення експериментів на людиноподібному штучному інтелекті буде неетичним. 

 

— Чи є якісь застосування цих мозкових органоїдів для штучного інтелекту? 

 

— Так, це четверта категорія. Людський мозок дуже сильно перевершує будь-яку комп’ютерну систему на основі кремнію, окрім лише дуже спеціалізованих завдань — таких, як обчислення, отримання інформації чи шахи. І ми це робимо, споживаючи 20 Ват енергії, тоді як для комп’ютера потрібно десь 100 тисяч Ват. Ми попереду як в енергоефективності, так і гнучкості та креативності мислення. Крім того, закон Мура досягнув стагнації, а біотехнології навпаки переживають суперекспоненційний ріст, коли лише за один рік вдається досягнути десятикратного покращення в термінах кошти/ефективність.

 

— Сьогодні комп’ютери мають центральний процесор (CPU), який часто супроводжується спеціалізованими чіпами для конкретних завдань — таких, як графічний процесор (GPU). Чи зможе комп’ютер майбутнього мати NPU — нейропроцесор або вмонтований в нього кусочок мозку?

 

— Так, це можливо. Гібридні системи — наприклад, люди, що використовують смартфони — є дуже цінними, адже поєднують гнучкість людського розуму з спеціалізованими завданнями, які краще виконує комп’ютер. Хоча навіть це може змінитися. Наприклад, зараз є великі спроби зберігати інформацію в ДНК, яка має у мільйон разів більшу щільність, ніж теперішні кремнієві чи інші неорганічні носії. Можна уявити, що в майбутньому це може призвести до чогось такого, коли біологічні системи будуть кращими, ніж неорганічні чи навіть гібридні. 

 

— Наскільки можна стверджувати, що лабораторні мізки можуть мати права?

 

— Усі ці речі рано чи пізно осягнуть складне мислення. Я думаю, що проведення експериментів на людиноподібному штучному інтелекті стане також неетичним. Комп’ютерні науковці докладатимуть максимум зусиль, щоби зробити їх загальнофункціональними. Навіть якщо їхнє мислення не зрівняється з людським, вони все одно потребуватимуть деяких прав. Ми б хотіли мати спосіб, як ставити їм запитання, як у тесті Тюринга, але в такому разі ми повинні бути впевнені в тому, що не робимо їм нічого такого, що завдає біль або тривогу.

 

— Чи ми колись розвинемось у щось таке, що назве себе новим видом? І чи будуть відгалуження дерева цього виду?

 

— Важко передбачати, чи ми розвинемось у напрямі монокультури, чи, може, навпаки в бік вищої різноманітності. Навіть якщо ми дійдемо до вищої різноманітності, люди майбутнього однаково зможуть між собою схрещуватися. Подивіться, наприклад, на собак. Дуже висока різноманітність, але будь-яка порода собак може схрещуватися з іншою і продукувати гібридних щенят. Моя здогадка полягає в тому, що ми дійдемо до більшого різноманіття й одночасно більшої сумісності. Я думаю, що саме в цьому і полягає тенденція розвитку нашого виду. Ми б хотіли, щоб усі наші системи були сумісними між собою. Якщо ви подивитесь на великі міста, у вас є дедалі більше і більше можливостей поєднувати мови і культури. Я думаю, що це стосується і видів.

 

— Що є вашим найбільшим внеском для людства — те, що ви вже зробили, чи те, що вам ще належить зробити?

 

— Ну, я сподіваюсь, що це те, що мені ще належить зробити. Мені здається, що після 63 років навчання я тільки берусь за роботу. Реверс старіння  — це, мабуть, те, що підкуповує мене і моїх колег. Розглядайте це як внесок мета-рівня, якщо нам вдасться це осягнути. Нові речі, які ми робимо з мозком та новими способами комп’ютерного обчислення, знову ж таки, можуть стати мета-рівнем. Іншими словами, якщо ми зможемо мислити новими способами або змасштабувати нові форми інтелекту, то це може призвести до цілком нового набору технологій.  

 


Matthew Hutson
Reversed Aging, Pig Organs, and the Future of Humankind
Medium, 2.07.2018
Зреферував Є. Л.

 

12.07.2018