Para ilmuwan dapat membalikkan penuaan pada tikus. Manusia mungkin berikutnya

Di laboratorium biologi molekuler David Sinclair di Harvard Medical School, tikus tua tumbuh muda kembali.

Menggunakan protein yang dapat mengubah sel dewasa menjadi sel induk, Sinclair dan timnya telah mengatur ulang sel-sel yang menua pada tikus ke versi sebelumnya. Dalam terobosan pertama timnya, yang diterbitkan pada akhir tahun 2020, tikus tua dengan penglihatan yang buruk dan retina yang rusak tiba-tiba dapat melihat kembali, dengan penglihatan yang terkadang menyaingi keturunan mereka.

“Ini adalah reset permanen, sejauh yang kami tahu, dan kami pikir ini mungkin proses universal yang dapat diterapkan di seluruh tubuh untuk mengatur ulang usia kita,” kata Sinclair, yang telah menghabiskan 20 tahun terakhir mempelajari cara untuk membalikkan usia. kerusakan waktu.

“Jika kita membalikkan penuaan, penyakit ini seharusnya tidak terjadi. Kami memiliki teknologi saat ini untuk dapat mencapai ratusan tanpa khawatir terkena kanker di usia 70-an, penyakit jantung di usia 80-an, dan Alzheimer di usia 90-an.” Sinclair memberi tahu audiensi di Life Itself, acara kesehatan dan kebugaran yang disajikan dalam kemitraan dengan CNN.

“Ini adalah dunia yang akan datang. Ini benar-benar pertanyaan tentang kapan dan bagi sebagian besar dari kita, itu akan terjadi dalam hidup kita,” kata Sinclair kepada hadirin.

“Penelitiannya menunjukkan Anda dapat mengubah penuaan untuk membuat hidup lebih muda lebih lama. Sekarang dia ingin mengubah dunia dan menjadikan penuaan sebagai penyakit,” kata Whitney Casey, seorang investor yang bermitra dengan Sinclair untuk menciptakan usia biologis do-it-yourself uji.

Sementara pengobatan modern mengatasi penyakit, itu tidak mengatasi penyebab yang mendasarinya, “yang untuk sebagian besar penyakit, adalah penuaan itu sendiri,” kata Sinclair. “Kita tahu bahwa ketika kita membalikkan usia organ seperti otak pada tikus, penyakit penuaan kemudian hilang. Memori kembali; tidak ada lagi demensia.

“Saya percaya bahwa di masa depan, menunda dan membalikkan penuaan akan menjadi cara terbaik untuk mengobati penyakit yang mengganggu sebagian besar dari kita.”

TOMBOL RESET

Di lab Sinclair, dua tikus duduk berdampingan. Salah satunya adalah gambaran masa muda, yang lain abu-abu dan lemah. Namun mereka adalah saudara laki-laki dan perempuan, lahir dari tandu yang sama — hanya satu yang telah diubah secara genetik untuk menua lebih cepat.

Jika itu bisa dilakukan, Sinclair bertanya kepada timnya, apakah hal sebaliknya juga bisa dilakukan? Peneliti biomedis Jepang Dr. Shinya Yamanaka telah memprogram ulang sel-sel kulit dewasa manusia untuk berperilaku seperti sel induk embrionik atau berpotensi majemuk, yang mampu berkembang menjadi sel apa pun di dalam tubuh. Penemuan tahun 2007 itu memenangkan Hadiah Nobel bagi ilmuwan itu, dan “sel induk berpotensi majemuk yang diinduksi”-nya segera dikenal sebagai “faktor Yamanaka”.

Namun, sel dewasa sepenuhnya beralih kembali ke sel induk melalui faktor Yamanaka kehilangan identitasnya. Mereka lupa bahwa mereka adalah sel darah, jantung, dan kulit, membuatnya sempurna untuk dilahirkan kembali sebagai “sel du jour”, tetapi buruk dalam peremajaan. Anda tidak ingin Brad Pitt dalam “The Curious Case of Benjamin Button” menjadi bayi sekaligus; Anda ingin dia menua ke belakang sambil tetap mengingat siapa dia.

Lab di seluruh dunia mengatasi masalah ini. Sebuah pelajaran diterbitkan pada tahun 2016 oleh para peneliti di Salk Institute for Biological Studies di La Jolla, California, menunjukkan tanda-tanda penuaan dapat dihilangkan pada tikus yang menua secara genetik, terpapar dalam waktu singkat pada empat faktor utama Yamanaka, tanpa menghapus identitas sel.

Tapi ada kerugian dalam semua penelitian ini: Dalam situasi tertentu, tikus yang diubah mengembangkan tumor kanker.

Mencari alternatif yang lebih aman, ahli genetika lab Sinclair Yuancheng Lu memilih tiga dari empat faktor dan secara genetik menambahkannya ke virus yang tidak berbahaya. Virus ini dirancang untuk mengirimkan faktor-faktor Yamanaka yang meremajakan ke sel-sel ganglion retina yang rusak di bagian belakang mata tikus yang sudah tua. Setelah menyuntikkan virus ke mata, gen pluripoten kemudian diaktifkan dengan memberi makan tikus antibiotik.

“Antibiotik hanyalah alat. Itu bisa berupa bahan kimia apa saja, hanya cara untuk memastikan ketiga gen diaktifkan,” kata Sinclair. “Biasanya mereka hanya aktif pada embrio yang berkembang sangat muda dan kemudian mati seiring bertambahnya usia.”

Hebatnya, neuron rusak di mata tikus yang disuntik dengan tiga sel diremajakan, bahkan menumbuhkan akson baru, atau proyeksi dari mata ke otak. Sejak penelitian awal itu, Sinclair mengatakan labnya telah membalikkan penuaan pada otot dan otak tikus dan sekarang bekerja untuk meremajakan seluruh tubuh tikus.

“Entah bagaimana sel-sel tahu tubuh dapat mengatur ulang dirinya sendiri, dan mereka masih tahu gen mana yang seharusnya ada ketika mereka masih muda,” kata Sinclair. “Kami pikir kami memanfaatkan sistem regenerasi kuno yang digunakan beberapa hewan — ketika Anda memotong anggota tubuh salamander, itu menumbuhkan kembali anggota badan. Ekor ikan akan tumbuh kembali; jari tikus akan tumbuh kembali. “

Penemuan itu menunjukkan ada “salinan cadangan” dari informasi awet muda yang tersimpan di dalam tubuh, tambahnya.

“Saya menyebutnya teori informasi penuaan,” katanya. “Kehilangan informasi yang mendorong sel-sel yang menua untuk melupakan bagaimana fungsinya, untuk melupakan jenis sel apa mereka. Dan sekarang kita dapat menekan tombol reset yang mengembalikan kemampuan sel untuk membaca genom dengan benar lagi, seolah-olah itu benar. muda.”

Sementara perubahan telah berlangsung selama berbulan-bulan pada tikus, sel-sel baru tidak membeku dalam waktu dan tidak pernah menua (seperti, katakanlah, vampir atau pahlawan super), kata Sinclair. “Ini sama permanennya dengan penuaan. Ini adalah reset, dan kemudian kita melihat tikus menua lagi, jadi kita ulangi saja prosesnya.

“Kami yakin kami telah menemukan sakelar kendali utama, cara untuk memundurkan jam,” tambahnya. “Tubuh nanti akan bangun, ingat bagaimana berperilaku, ingat bagaimana regenerasi dan akan menjadi muda kembali, bahkan jika Anda sudah tua dan sakit.”

ILMU SUDAH TAHU CARA MEMPERLAMBAT PENUAAN MANUSIA

Studi tentang apakah intervensi genetik yang merevitalisasi tikus akan melakukan hal yang sama untuk manusia masih dalam tahap awal, kata Sinclair. Ini akan memakan waktu bertahun-tahun sebelum uji coba manusia selesai, dianalisis dan, jika aman dan berhasil, diskalakan ke massa yang dibutuhkan untuk cap persetujuan federal.

Sementara kita menunggu ilmu pengetahuan untuk menentukan apakah kita juga dapat mengatur ulang gen kita, ada banyak cara lain untuk memperlambat proses penuaan dan mengatur ulang jam biologis kita, kata Sinclair.

“Tips teratasnya sederhana: Fokus pada tanaman untuk makanan, makan lebih sedikit, tidur cukup, hentikan napas selama 10 menit tiga kali seminggu dengan berolahraga untuk menjaga massa otot Anda, jangan memusingkan hal-hal kecil dan bersenang-senang. kelompok sosial,” kata Sinclair.

Semua perilaku ini memengaruhi epigenom, protein, dan bahan kimia kita yang duduk seperti bintik-bintik pada setiap gen, menunggu untuk memberi tahu gen “apa yang harus dilakukan, di mana melakukannya, dan kapan melakukannya,” menurut National Human Genome Research Institute. Epigenom secara harfiah menghidupkan dan mematikan gen.

Apa yang mengontrol epigenom? Perilaku manusia dan lingkungan seseorang memainkan peran kunci. Katakanlah Anda dilahirkan dengan kecenderungan genetik untuk penyakit jantung dan diabetes. Tetapi karena Anda berolahraga, makan makanan nabati, tidur nyenyak, dan mengelola stres Anda selama sebagian besar hidup Anda, ada kemungkinan gen-gen itu tidak akan pernah diaktifkan. Itu, kata para ahli, adalah bagaimana kita dapat mengambil sebagian dari nasib genetik kita ke tangan kita sendiri.

Dampak positif pada kesehatan kita dari makan makanan nabati, memiliki hubungan yang dekat dan penuh kasih, serta berolahraga dan tidur yang cukup telah didokumentasikan dengan baik. Pembatasan kalori, bagaimanapun, adalah cara yang lebih kontroversial untuk menambah tahun hidup, kata para ahli.

Mengurangi makanan – tanpa menyebabkan kekurangan gizi – telah menjadi cara yang diketahui secara ilmiah untuk memperpanjang hidup selama hampir satu abad. Studi tentang cacing, kepiting, siput, lalat buah dan hewan pengerat telah menemukan membatasi kalori “menunda timbulnya gangguan yang berkaitan dengan usia” seperti kanker, penyakit jantung dan diabetes, menurut National Institute on Aging. Beberapa penelitian juga menemukan perpanjangan dalam rentang hidup: Dalam sebuah penelitian tahun 1986, tikus yang diberi makan hanya sepertiga dari kalori hari biasa hidup sampai 53 bulan – tikus yang dipelihara sebagai hewan peliharaan dapat hidup sampai sekitar 24 bulan.

Studi pada orang, bagaimanapun, kurang mencerahkan, sebagian karena banyak yang berfokus pada penurunan berat badan daripada umur panjang. Namun, bagi Sinclair, mengurangi makan merupakan faktor penting dalam mengatur ulang jam pribadinya: Tes terbaru menunjukkan dia memiliki usia biologis 42 tahun dalam tubuh yang lahir 53 tahun lalu.

“Saya telah melakukan tes biologis selama 10 tahun sekarang, dan saya semakin muda selama dekade terakhir,” kata Sinclair. “Perubahan terbesar dalam jam biologis saya terjadi ketika saya makan lebih jarang — saya hanya makan satu kali sehari sekarang. Itu membuat perbedaan terbesar pada biokimia saya.”

CARA TAMBAHAN UNTUK MEMULAI KEMBALI JAM

Sinclair memasukkan alat lain ke dalam hidupnya, berdasarkan penelitian dari labnya dan lainnya. Dalam bukunya “Lifespan: Why We Age and Why We Don’t Have To,” dia menulis bahwa sedikit dari apa yang dia lakukan telah menjalani semacam “uji klinis jangka panjang yang ketat” yang diperlukan untuk memiliki “pemahaman lengkap tentang berbagai hasil potensial.” Bahkan, dia menambahkan, “Saya tidak tahu apakah ini hal yang tepat untuk saya untuk dilakukan.”

Dengan peringatan itu, Sinclair bersedia membagikan tipnya: Dia menjaga pati dan gulanya seminimal mungkin dan meninggalkan makanan penutup pada usia 40 (walaupun dia kadang-kadang mengaku mencuri rasa). Dia makan banyak tanaman, menghindari makan mamalia lain dan menjaga berat badannya tetap optimal.

Dia berolahraga dengan mengambil banyak langkah setiap hari, berjalan ke atas alih-alih naik lift dan mengunjungi gym bersama putranya untuk mengangkat beban dan joging sebelum mengambil sauna dan berenang di kolam sedingin es. “Saya mendapatkan kembali tubuh saya yang berusia 20 tahun,” katanya sambil tersenyum.

Berbicara tentang dingin, sains telah lama berpikir bahwa suhu yang lebih rendah meningkatkan umur panjang pada banyak spesies, tetapi apakah itu benar atau tidak, mungkin tergantung pada genom seseorang, menurut sebuah studi tahun 2018. Bagaimanapun, tampaknya dingin dapat meningkatkan lemak coklat pada manusia, yang merupakan jenis lemak yang digunakan beruang untuk tetap hangat selama hibernasi. Lemak coklat telah terbukti meningkatkan metabolisme dan memerangi obesitas.

Sinclair mengonsumsi vitamin D dan K2 dan aspirin bayi setiap hari, bersama dengan suplemen yang telah terbukti menjanjikan dalam memperpanjang umur sel ragi, tikus, dan manusia dalam tabung reaksi.

Salah satu suplemen yang dia konsumsi setelah mengetahui manfaatnya adalah 1 gram resveratrol, zat seperti antioksidan yang ditemukan di kulit anggur, blueberry, raspberry, mulberry, dan kacang tanah.

Dia juga mengonsumsi 1 gram metformin, bahan pokok dalam gudang obat yang digunakan untuk menurunkan gula darah pada penderita diabetes. Dia menambahkannya setelah penelitian menunjukkan itu mungkin mengurangi peradangan, kerusakan oksidatif dan penuaan sel, di mana sel-sel rusak tetapi menolak untuk mati, tetap berada di dalam tubuh sebagai jenis “sel zombie” yang tidak berfungsi.

Namun, beberapa ilmuwan berdalih tentang penggunaan metformin, menunjuk kasus langka penumpukan asam laktat dan kurangnya pengetahuan tentang bagaimana fungsinya dalam tubuh.

Sinclair juga mengambil 1 gram NMN, atau nicotinamide mononucleotide, yang di dalam tubuh berubah menjadi NAD+, atau nicotinamide adenine dinucleotide. Sebuah koenzim yang ada di semua sel hidup, NAD+ memainkan peran sentral dalam proses biologis tubuh, seperti mengatur energi sel, meningkatkan sensitivitas insulin dan membalikkan disfungsi mitokondria.

Ketika tubuh menua, kadar NAD+ menurun secara signifikan, turun pada usia paruh baya menjadi sekitar setengah dari kadar pemuda, berkontribusi pada penyakit metabolik terkait usia dan gangguan neurodegeneratif. Sejumlah penelitian telah menunjukkan memulihkan tingkat NAD + dengan aman meningkatkan kesehatan secara keseluruhan dan meningkatkan rentang hidup pada ragi, tikus, dan anjing. Uji klinis yang menguji molekul pada manusia telah berlangsung selama tiga tahun, kata Sinclair.

“Suplemen ini, dan gaya hidup yang saya lakukan, dirancang untuk mengaktifkan pertahanan kita terhadap penuaan,” katanya. “Sekarang, jika Anda melakukan itu, Anda tidak perlu memutar balik waktu. Ini hanyalah hal-hal yang memperlambat kerusakan epigenetik dan ciri-ciri penuaan yang mengerikan lainnya.

“Tetapi kemajuan yang sebenarnya, dalam pandangan saya, adalah kemampuan untuk memberi tahu tubuh, ‘Lupakan semua itu. Jadilah muda kembali,’ hanya dengan menekan tombol. Sekarang saya tidak mengatakan bahwa kita semua akan menjadi 20 tahun lagi,” kata Sinclair.

“Tetapi saya optimis bahwa kita dapat menduplikasi proses yang sangat mendasar ini yang ada dalam segala hal mulai dari kelelawar, domba, paus, hingga manusia. Kami telah melakukannya pada tikus. Tidak ada alasan mengapa saya harus memikirkannya. ‘tidak bekerja pada seseorang juga.”