Исследователи из стартапа Gero, Сколковского института науки и технологий (Сколтеха), МФТИ и Университета медицинских наук Арканзаса проанализировали большие данные о работе генов червей и выяснили, что старение нематод — это частично запрограммированный процесс, в который можно вмешаться с помощью лекарств.

Работа опубликована в журнале Scientific Reports.

Нематода Caenorhabditis elegans — частый объект биологических исследований, а ее геном секвенировали первым среди многоклеточных. Изучать старение на нематодах удобно, потому что C. elegans живет всего 15—25 дней. Внеся мутацию в один ген, исследователям удалось увеличить продолжительность жизни нематоды в рекордные для животных десять раз. Однако оставалось загадкой, как такое драматическое вмешательство влияет на процесс старения организма и можно ли имитировать его с помощью лекарств.

Чтобы ответить на эти вопросы, международная команда исследователей под руководством основателя стартапа по борьбе со старением Gero и руководителя Лаборатории моделирования живых систем МФТИ Петра Федичева сравнила работу генов червей дикого типа и червей-долгожителей. Методом машинного обучения исследователям удалось объединить полученные результаты с опубликованными ранее, создав датасет MetaWorm. Анализ данных позволил выявить универсальные закономерности процесса старения нематод.

«Мы опасались, что процессы старения у червя-долгожителя происходят совершенно иначе, чем у его нормально стареющего собрата. Это означало бы, что радикальное продление жизни потребует серьезных вмешательств в организм, а изучение животных, стареющих с обычной скоростью, не скажет нам ничего о путях создания по-настоящему эффективной терапии против старения», — рассказал Федичев.

Оказалось, что старение червя напоминает программу: характер изменения активности генов в течение жизни был одинаков у всех мутантов, а различия в ее продолжительности были вызваны изменением скорости процесса. Исследователи предположили, что аналогичного эффекта можно достичь с помощью препаратов, не прибегая к генетическим вмешательствам.

Подтвердить гипотезу позволила база лекарств Connectivity Map (CMAP), которая хранит информацию о воздействии известных лекарственных препаратов на работу генов человеческой клетки. Эксперимент показал, что все четыре препарата, которые были отобраны учеными, в той или иной степени замедляли старение нематод: самый эффективный продлевал жизнь червя на 30%.