Текст книги "Старение и антиэйджинг: медико-биологические подходы к увеличению продолжительности жизни и активному долголетию"

По мнению одного из ведущих специалистов по клональному гемопоэзу в мире S. Jaiswal (2020), в большинстве исследований мутации, используемые для определения клонального кроветворения, аналогичны мутациям, обнаруживаемым при гематологическом раке (Jaiswal et al., 2014; Coombs et al., 2017). Наиболее часто мутирующие гены в клональном кроветворении включают DNMT3A, TET2, ASXL1, JAK2, TP53 и SF3B1, которые так же часто мутируют при остром миелоидном лейкозе (Lindsley et al., 2015), миелодиспластическом синдроме (МДС) (Bejar et al., 2011; Papaemmanuil et al., 2013) и миелопролиферативных новообразованиях (Nangalia et al., 2013). Следовательно, неудивительно, что у людей с клональным гематопоэзом эти виды рака развиваются с большей скоростью, чем у людей без мутаций (Genovese et al., 2014; Abelson et al., 2018; Jaiswal et al., 2014; Desai et al., 2018). Однако мутации, вызывающие клональное кроветворение, также могут быть обнаружены в циркулирующих иммунных клетках, таких как гранулоциты, моноциты и лимфоциты. Это открытие повышает вероятность того, что клональное кроветворение может привести к измененным иммунным ответам, которые потенциально могут влиять на сам процесс старения и многие болезни старения (Mitchell et al., 2022).

Клональное кроветворение относится к любому состоянию клональной экспансии в кроветворной системе. Рак крови, такой как хронический миелоидный лейкоз или МДС, является типичным примером клонального кроветворения. Однако те же самые мутации, что обнаружены при этих видах рака, наблюдаются и у значительной части здорового пожилого населения. Чтобы отличить наличие этих мутаций в незлокачественных условиях от злокачественного клонального кроветворения, был введен термин клональный гематопоэз с неопределенным потенциалом (clonal hematopoiesis of indeterminate potential, CHIP) (Steensma et al., 2015). CHIP определяется наличием связанной с раком соматической мутации в крови или костном мозге у лиц без известных гематологических раковых заболеваний или других клональных состояний, таких как моноклональная гаммапатия. Наличие CHIP связано с повышенным риском развития гематологического злокачественного новообразования со скоростью прогрессирования ~ 0,5% в год (Jaiswal et al., 2014; Genovese et al., 2014). Величина риска зависит от клинических и генетических переменных, таких как наличие сопутствующей цитопении, увеличенный размер клона и мутации при МДС-ассоциированных генах, каждый из которых связан с большим риском трансформации (Abelson et al., 2018; Desai et al., 2018). Но нужно четко понимать, что неопределенность потенциала клонального гемопоэза существует только на уровне генома. На уровне транскриптома и протеома клональный гемопоэз имеет уже отчетливую патоспецифичность (онкоспецифичность, нейроспецифичность, кардиоспецифичность, аутоиммуноспецифичность и т.д.). Однако вернемся к нашему объяснению.

По мнению S. Jaiswal (2020), еще одним аспектом определения CHIP является нижняя граница размера клона. Во всех исследованиях клонального кроветворения на сегодняшний день распределение размеров клонов правостороннее, т.е. людей с меньшими клонами намного больше, чем с большими клонами. В своем логическом расширении это наблюдение предсказывает, что очень маленькие клоны должны присутствовать почти у всех людей, что впоследствии было продемонстрировано экспериментально (Young et al., 2016). Если эти очень маленькие клоны присутствуют почти у всех, то уже нет значимого различия в том, чтобы быть носителем клонального кроветворения. Из-за этого факта S. Jaiswal (2020) было предположено, что CHIP должен присутствовать при фракции вариантных аллелей (VAF)> 0,02 (это означает, что> 2% секвенированных аллелей несут мутацию, что соответствует ~ 4% клеток для гетерозиготных мутаций). Некоторые комментарии предполагают, что CHIP является «техническим» определением, поскольку этот предел приблизительно соответствует уровню обнаружения при секвенировании всего экзома. S. Jaiswal (2020) предпочитает думать о CHIP как о разумном рабочем определении: учитывая вышеупомянутые результаты очень маленьких клонов у большинства людей, пороговое значение VAF является требованием для практического дизайна исследований. Клональность кроветворения у каждого человека и млекопитающего становится неизбежным негативным приобретением всей его жизни на этой Земле, и, соответственно, процесс его старения облигатно должен сопровождаться процессом формирования различных типов клонов ГСК: от минимально физиологических на одном конце континуума клонального гемопоэза до агрессивного патологического в его самых различных клинических (онкологических, нейродегенеративных, аутоиммунных, сердечно-сосудистых и т.д.) и патогенетических проявлениях на его противоположном конце.

Таким образом, в процессе жизни человека клональные молекулярно-биологические (геномные, транскриптомные, протеомные) изменения ГСК и ГПК нарушают гомеостатическую поликлональность кроветворения и приводят к формированию моно– и олигоклонального гемопоэза при старении с возрастом и практически при всех основных БЦ. Моно– и олигоклональный гемопоэз в целом ряде случаев имеет важнейшее место в патогенезе большинства возрастзависимых онкологических, неврологических и сердечно-сосудистых болезней и самого процесса старения (Jaiswal, 2020; Kabir et al., 2022). Более того, в 2014 г. сообщалось, что клональный гемопоэз с неопределенным потенциалом был связан с повышением смертности людей более чем на 40%, что нельзя было объяснить только гематологическим раком (Jaiswal et al., 2014).

Однако наличие генетического подтверждения клонального кроветворения не позволяет определить конкретный тип патоспецифической иммунной недостаточности костного мозга. Как говорил акад. РАН, проф. А. И. Арчаков, характеризуя молекулярно-биологическую структуру и функции клеток человека, геном – это эскиз, транскриптом – это чертеж, протеом – это уже изделие. Поэтому для подтверждения и уточнения факта патоспецифичности клональности гемопоэза и характера возрастной или патологической нозоспецифической иммунной недостаточности костного мозга предлагается проведение картирования и профилирования белковых антигенов мембранной поверхности гемопоэтической стволовой клетки путем многоцветного проточного цитофлуориметрического анализа. Протеомное профилирование позволяет определить тип иммунной недостаточности костного мозга и патоспецифический (онкоспецифический, нейроспецифический, кардиоспецифический и т.д.) тип клонального гемопоэза (рис. 8).

Недавние исследования и научный обзор, сделанный E. Mitchell, М.S. Chapman, N. Williams et al., опубликованные в статье Clonal dynamics of haematopoiesis across the human lifespan в журнале Nature за июнь 2022 г., выявили роль этих мутаций в иммунной функции, и лучше всего они изучены во врожденном иммунитете. Несколько исследований показали, что мышиные макрофаги с дефицитом TET2, зараженные липопротеином низкой плотности или бактериальным эндотоксином, в большей степени экспрессируют хемокины семейства IL1b, IL6, интерлейкин-8 (IL-8) (Cxcl1, Cxcl2, Cxcl3) и другие медиаторы воспаления по сравнению с макрофагами дикого типа (Jaiswal et al., 2017; Fuster et al., 2017).

Рис. 8. Мутации генов клональности гемопоэтических предшественников и протеомная недостаточность костного мозга определяет формирование специфических клонов и их расширение в объеме циркулирующей крови человека. А – основные гены клональности. Б – профили картирования и профилирования мембранных антигенов гемопоэтической стволовой клетки различных типов (онкоспецифических и нейроспецифических) клонов в сравнении с нормой

Сообщается также, что люди с мутациями в TET2 имеют повышенные уровни циркулирующих IL-8 (Jaiswal et al., 2017), IL-6 (Cook et al., 2019) и IL-1B (Bick et al., 2019). Новые данные также подтверждают изменения функции врожденного иммунитета при нарушении гена DNMT3A. Тучные клетки мышей, у которых отсутствует DNMT3A, проявляют повышенную активность во время аллергических реакций, характеризующихся более высокими уровнями IL-6, фактора некроза опухоли α и IL-13 в ответ на стимуляцию иммуноглобулином E. Индуцированные повторами мутации в DNMT3A демонстрируют повышенную экспрессию Cxcl1, Cxcl2 и Il6 в ответ на эндотоксин, подобно фенотипу, наблюдаемому в TET2-дефицитных макрофагах (Sano et al., 2018). У людей с мутациями DNMT3A также наблюдается умеренно повышенный уровень циркулирующего IL-6 (Bick et al., 2019). Механистически очень мало известно о том, почему эти специфические изменения экспрессии генов наблюдаются при потере TET2 или DNMT3A, но могут быть связаны с глобальными изменениями хроматина и ремоделированием энхансеров, как это наблюдалось в ГСК, у которых отсутствуют эти гены (Zhang et al., 2016).

Мутации в JAK2 приводят к конститутивной передаче сигналов от определенных рецепторов фактора роста и активации факторов транскрипции STAT. Результатом являются более сильная активация гранулоцитов (Passamonti et al., 2006) и Т-клеток (Singh et al., 2017), усиление воспаления в макрофагах (Wang et al., 2018) и активация нейтрофильных внеклеточных ловушек (Wolach et al., 2018). Ведутся споры о том, является ли носительство мутаций JAK2 де-факто доказательством MPN и следует ли их рассматривать как CHIP (Cassinat et al., 2017). Однако JAK2-мутации очень часто встречаются у людей с нормальным анализом крови и обнаруживаются примерно у 1 из 1 тыс. лиц среднего возраста в крупных популяционных обследованиях, что намного выше, чем распространенность MPN (Jaiswal et al., 2014; Hinds et al., 2016).

Очень мало известно о том, как мутации в ASXL1, SF3B1, SRSF2 и других часто мутирующих генах влияют на иммунную функцию. Было обнаружено, что циркулирующий IL-18 повышен у носителей мутаций SF3B1 (Bick et al., 2019), тогда как циркулирующий IL-6 повышен у носителей мутаций ASXL1 (Там же). Однако, несмотря на множество провоспалительных молекул, связанных с CHIP, у носителей этих мутаций в среднем не наблюдается повышенного уровня циркулирующего С-реактивного белка (Там же).

Важно отметить, что мутации, связанные с CHIP, почти всегда присутствуют в циркулирующих гранулоцитах, моноцитах и естественных клетках-киллерах, но лишь иногда обнаруживаются в В-клетках и редко – в Т-клетках (Arends et al., 2018). Мутации в DNMT3A обнаруживаются в Т-клетках примерно у 30—50% носителей CHIP с мутацией DNMT3A (Arends et al., 2018; Buscarlet et al., 2018), тогда как мутации JAK2 обнаруживаются в Т-клетках большинства пациентов с JAK2 V617F⁺ MPN (Bogani et al., 2007; Singh et al., 2018). Напротив, TET2-, ASXL1– или SF3B1-мутации редко наблюдаются в Т-клеточном компартменте (Arends et al., 2018). Одним из возможных объяснений этого открытия является то, что распространенные мутации CHIP смещают дифференцировку ГСК от Т-клеточных клонов или же возникают у предшественников, которые больше не обладают потенциалом для дифференцировки Т-клеток. Альтернативное объяснение заключается в том, что Т-лимфопоэз в значительной степени прекращается к среднему возрасту, когда разумно ожидать появления клона CHIP.

Несмотря на более низкую распространенность этих мутаций в лимфоидном компартменте, появляются доказательства того, что гены, связанные с CHIP, важны для функции Т– и В-клеток. Например, мутации в TET2 и DNMT3A распространены в лимфомах CD4⁺ Т-хелперных клеток, таких как ангиоиммунобластная Т-клеточная лимфома (Couronné et al., 2016). Эти гены также играют роль в нормальной иммунной функции Т-клеток. Нокаут либо TET2, либо DNMT3A в CD8⁺ T-клетках вызывал заметную экспансию T-клеток памяти в мышиных моделях вирусной инфекции (Ladle et al., 2016; Carty et al., 2018). Интерферон γ продуцирующие CD8⁺Т-клетки были размножены в обоих нокаутах.

Роль TET2 и DNMT3A в В-клеточном иммунитете менее изучена. Одна группа обнаружила, что потеря TET2 в В-клетках мышей приводит к гиперплазии зародышевого центра при антигенной стимуляции, но нарушает созревание аффинности и образование плазматических клеток (Dominguez et al., 2018). Сходным образом мыши, у которых отсутствовали DNMT3A и DNMT3B, имели более высокую частоту активированных В-клеток и расширение зародышевых центров при стимуляции (Barwick et al., 2018). В отличие от мышей с дефицитом TET2, у этих мышей были заметно повышенная дифференцировка плазматических клеток и повышенные титры антител.

Таким образом, существуют убедительные доказательства, подтверждающие роль DNMT3A, TET2 и JAK2 в формировании CHIP, управляющего иммунной функцией. Соответственно, CHIP может иметь отношение к феномену, называемому воспалением. Точнее, CHIP связан с возрастом увеличения системного воспаления (Franceschi, Campisi, 2014), и имеются специфические ассоциации этих мутаций с хроническими заболеваниями старения.

Итак, сегодня абсолютно очевидно, что моно– или олигоклональность гемопоэза являются «облигатной», неизбежной и неотъемлемой биологической характеристикой процесса старения и причиной большинства возрастзависимых болезней любого человека и млекопитающих. В этой связи нам представляется, что правильнее было бы сказать не что старение сопровождается клональным гемопоэзом с неопределенным потенциалом, приводящим к смерти, а, наоборот, что формирование CHIP является причиной старения и приводит к внезапной смерти в 40% случаев. Представленных научных фактов абсолютно достаточно, чтобы сформулировать основные фундаментальные положения клонально-гемопоэтической теории старения.

Положение 1. Старение – это иммуноассоциированная возрастзависимая геномно-постгеномная (эпигеномная, транскриптомная, протеомная) болезнь собственных гемопоэтических стволовых клеток и клеток – предшественников кроветворения человека и млекопитающих.

Положение 2. Этиопатогенез старения как болезни обусловлен вынужденным избыточным накоплением в процессе жизни человека и млекопитающих в долгоживущих гемопоэтических стволовых клетках и клетках – предшественниках гемопоэза дополнительных соматических мутаций, приводящих к формированию патоспецифического (вазокардиоспецифичного, онкоспецифичного, нейроспецифичного, аутоиммуноспецифичного и др.) клонального гемопоэза неопределенного потенциала (CHIP).

Положение 3. CHIP критически нарушает генетически детерминированные в ГСК и ГПК регуляторные и управленческие функции иммунного надзора и контроля за гомеостазом органов и тканей организма и нарушает формирование адекватного иммунного ответа на экзо– и эндогенные патологические антигены собственных потомков – специализированных иммунокомпетентных клеток (ДК, ЦТЛ, НК-клеток, НКТ-клеток и др.).

Положение 4. Появление критических мутаций в ДСМ в долгоживущих системообразующих гемопоэтических стволовых клетках и клетках – предшественниках кроветворения характерно для формирования CHIP и приводит к количественному преобладанию в циркулирующей крови клеток – потомков одного или нескольких доминирующих патологических клонов кроветворения, нарушающих гомеостатическую поликлональность гемопоэза как фундаментальную биологическую основу здоровья и долголетия высших млекопитающих и человека.

Положение 5. Дегенеративный моно– или олигоклональный гемопоэз приводит к агрессии собственной иммунной системы к поврежденным тканеспецифичным дифференцированным клеткам, возникновению фатальных сердечно-сосудистых, онкологических, нейродегенеративных и аутоиммунных болезней цивилизации и сопровождается медленной системной дегенерацией и атрофией органов, тканей и эндокринных желез организма в виде полиорганной и полигландулярной недостаточности и невозможности формирования адекватного полноценного иммунного ответа на внешние и внутренние воздействия или внезапной смерти.

Положение 6. Пролиферативный олигоклональный гемопоэз приводит к возникновению хронической иммунной недостаточности костного мозга, сопровождающейся быстрой пролиферацией поврежденных клеток органов, тканей и эндокринных желез организма и формированию иммунотолерантности к поврежденным и трансформированным клеткам и влечет рак и другие злокачественные и доброкачественные онкологические заболевания.

Положение 7. Преобладание и количественное расширение CHIP в кроветворении приводит к усугублению молекулярно-биологических нарушений и истощению доминирующих клонов ГСК и ГПК, невозможности формирования ими адекватного иммунного ответа у пожилых, старых и больных людей с возрастзависимыми болезнями на банальные инфекции и обусловлена уменьшением длины теломер в этих гемопоэтических предшественниках и снижением с возрастом общего количества здоровых клонов ГСК.

Положение 8. Увеличение продолжительности жизни пожилых людей возможно только в случае блокировки патологических клонов ГСК, формирующих моноклональный или олигоклональный гемопоэз, и восстановления поликлональности кроветворения.

Но достаточно ли понимания процесса старения с позиций клонально-кроветворной теории старения как следствия закономерного формирования клонального гемопоэза путем накопления критического количества ДСМ в ГСК, чтобы уложить все известные факты известных теорий старения в прокрустово ложе данной теории? Мы считаем, что клонально-кроветворная теория старения способна объяснить почти все научные факты, накопленные учеными-геронтологами за время исследований процесса старения за все годы познания, и увязать их с возникновением патоспецифического CHIP.

Очевидно, что старение в каждом конкретном случае у каждого индивидуума начинает формироваться тогда, когда количество ДСМ в геноме ГСК превысит допустимое значение и станет достаточным для формирования патологического клона ГСК и ГПК, составляющего в количественном отношении не менее 4% от общего количества всех клеток циркулирующей крови. Учитывая, что только мутации, возникающие в ГСК, сохраняются на протяжении всей жизни, количество ДСМ в ГСК с возрастом накапливается, и к 70 годам у каждого человека насчитывается до 1,4 млн кодирующих мутаций в доминирующем пуле ГСК. Несомненно, что хотя бы одна из этих мутаций будет способна обеспечить селективное преимущество данного клона ГСК в отношении других ГСК, находящихся в нишах костного мозга, в которых она возникает. Сегодня очевидно, что клональная экспансия в крови есть обычное проявление старения (Jaiswal, Ebert, 2019) и CHIP формирует процесс старения во всех тканях и органах организма. Очень маленькие клоны присутствуют почти у всех людей уже в возрасте 20 лет. Расчет прост: ГСК приобретают примерно 20 соматических мутаций в год во всем геноме (Lee-Six et al., 2018; Osorio et al., 2018) и примерно 0,1 мутации в год в экзонах, кодирующих белок (Welch et al., 2012). По другим данным, кроветворные стволовые клетки накапливали в среднем 17 мутаций в год после рождения человека и теряли 30 пар оснований длины теломер в год (Mitchell et al., 2022). Это в итоге приводит к тому, что к 25 годам ГСК получает 502,5 мутации в геноме и экзоме одной ГСК. Умножаем 502,5 мутации в каждой ГСК на 200 тыс. ГСК и получаем 100,5 млн ДСМ. Если учесть, что к 70 годам в ГСК 1,4 млн мутаций и это уже объективно патоспецифический клон ГСК, обуславливающий патологическое старение, то уже к 25 годам в КМ есть потенциально не менее 67 клонов ГСК, способных вызвать старение. С этого времени у человека запускается процесс носительства клонального кроветворения и идет неуклонное и постоянное расширение объема патологических клонов кроветворения. Таким образом, с позиций клонального гемопоэза все теории старения, опирающиеся на научные факты накопления патологических мутаций в ГСК, имеют абсолютную легитимность. Только в ГСК в нишах КМ к 25 годам возрастзависимое накопление мутаций в процессе жизни становится критическим, и процесс старения неизбежен по определению и практически запрограммирован. Поэтому все теории запрограммированного старения с этих позиций верны и научно обоснованны.

По мнению Е. Mitchell, M.S. Chapman, N. Williams et al. (2022), гематопоэз у взрослых в возрасте до 65 лет является в значительной степени поликлональным, с высоким клональным разнообразием и стабильной популяцией из 20—200 тыс. ГСК, равномерно способствующих продукции крови. Напротив, гемопоэз у лиц старше 75 лет показал резкое снижение клонального разнообразия. У каждого из пожилых субъектов 30—60% гемопоэза, согласно данным Е. Mitchell, M.S. Chapman, N. Williams et al. (2022), приходилось на 12—18 независимых клонов, каждый из которых вносил вклад в 1—34% продукции крови. Большинство клонов начали свою экспансию до того, как субъекту исполнилось 40 лет, но только 22% имели известные драйверные мутации. Анализ полногеномной селекции, проведенный авторами, показал, что от 1 из 34 до 1 из 12 несинонимичных мутаций были движущими факторами, которые накапливались с постоянной скоростью на протяжении всей жизни и затрагивали больше генов, чем выявлено при раке крови. Потеря Y-хромосомы давала мужчинам селективные преимущества. Моделирование гемопоэза с постоянным размером популяции стволовых клеток и постоянным приобретением драйверных мутаций, обеспечивающих умеренные преимущества в приспособленности, полностью объяснило резкое изменение клональной структуры у пожилых людей. Быстро уменьшающееся клональное разнообразие является универсальной чертой кроветворения у пожилых людей, подкрепляемой всепроникающим позитивным отбором, действующим на гораздо большее число генов, чем идентифицировано в настоящее время.

С другой стороны, с позиций клонального гемопоэза становятся абсолютно обоснованными взгляды А. Вейссманна, предложившего теорию происхождения старения как свойства, которое возникло в результате эволюции. Количество ГСК в организме человека составляет, по разным данным, не более 200 тыс., но и этого количества вполне достаточно, чтобы человек мог абсолютно спокойно прожить 1 тыс. лет при клеточном цикле одной обычной ГСК КМ длительностью в 1 год. Но именно в процессе эволюции взаимодействие организма с многочисленными вирусами, бактериями, простейшими позволило накопить такое количество эпигенетических закладок над ДНК в ГСК, что в процессе взаимодействия с антигенами этих закладок в обычной жизни количество ГСК к 70 годам уменьшается до 3—5% от начального количества. Естественная гибель ГСК от многократных встреч с патологическими антигенами, на которые в процессе эволюции в ГСК сформировались специфичные иммунные реакции, значительно сокращает их количество. Поэтому предположения А. Вейсманна в XIX в. о том, что эволюция создала процесс старения, абсолютно обоснованны и не лишены правдоподобности. Именно эволюция определила предел жизни человека в 120 лет из-за сформированного веками эпигеномного и протеомного обеспечения генома необходимым количеством эпигенетических закладок, способных обеспечить его выживание. Мнение сэра Medawar (1952) о том, что животные в природе редко доживают до возраста, когда старение становится заметным и поэтому эволюция не могла оказывать влияние на процесс развития старения, абсолютно ничем не подкреплено. Дикое животное и первобытный человек действительно жили очень недолго из-за постоянных новых экзогенных и эндогенных воздействий окружающей среды и новых иммунных реакций организма на эти антигены, но даже за этот краткий период эволюция постоянно накапливала эпигеномные и протеомные закладки в надгеномном пространстве клеточного ядра их ГСК, которые передавались по наследству (теория соматических мутаций). А ведь теория P.B. Medawar известна сейчас как теория накопления мутаций, т.е. она полностью объясняет механизм формирования клонального гемопоэза. Это эволюция создала в ГСК белок С/ЕBPb как память об антигене, с которым он ранее сталкивался, который был записан над ДНК в ГСК как отдельная закладка на каждый антиген. Это известный энхансерный белок, который связывается с транскрипционными факторами для активации гена старения SMP30, или регукальцина (Regucalcin, RGN), также известного как маркер старения protein-30 (senescence marker protein-30). Поэтому отрицать роль эволюции в формировании процесса старения даже при краткосрочности жизни отдельных индивидуумов необоснованно и неверно. Другими словами, все эволюционные теории старения лишь подтверждают формирование клональности гемопоэза и его роль в естественном отборе, который устраняет индивидуумов после того, как они произведут потомство. Это полностью согласуется с теорией накопления измененных белков и эпигенетической теорией старения.

Теория клонального гемопоэза как фундаментальная молекулярно-биологическая основа процесса старения, позволяет совсем по-новому взглянуть на существующие теории программированного старения и непрограммированного старения. Так, все известные теории программированного старения, такие как генетическая теория старения, вызываемого запрограммированными изменениями экспрессии генов или экспрессией специфических белков; теория накопления загрязнений в результате накопления отходов метаболизма; иммунологическая теория старения, основывающаяся на определенных аллелях, которые могут увеличивать или сокращать продолжительность жизни; теория часов, согласно которой старение и смерть являются результатом предопределенного биологического плана, лишь обосновывают и подтверждают механизм формирования клонального гемопоэза в процессе старения и являются базовой причиной его формирования и продолжающейся экспансии клеток – и потомков доминирующих клонов.

Все известные теории непрограммированного старения с позиций клонального гемопоэза как базового механизма старения органов и тканей не противоречат теориям запрограммированного старения. Просто это две стороны одной медали – клонального гемопоэза. Просто теории непрограммированного старения отражают начало формирования механизма клонального гемопоэза, а теории программированного старения демонстрируют его финальную фазу. В результате стресса в дифференцированных клетках на начальном этапе появляются свободные радикалы (свободнорадикальная теория старения), которые оказывают результаты случайного вредоносного повреждения тканей. На этапе формирования клонального гемопоэза органы и ткани организма в процессе жизни изнашиваются, как изнашиваются и «запчасти», заложенные в организме для их реставрации, и у организма практически не остается ресурса для их замещения при повреждении (теория изнашивания). Это приводит к накоплению с возрастом генетических повреждений в результате мутаций, которые могут быть как случайными (спонтанными), так и вызванными различными повреждающими факторами (ионизирующая радиация, стрессы, ультрафиолетовые лучи, вирусы, накопление в организме побочных продуктов химических реакций и др.), что описывает теория старения по ошибке. Теория часов с позиций клонального гемопоэза также не противоречит нашим теоретическим построениям. Изменения, связанные со старением, подконтрольны своего рода биологическому датчику в виде уровня накопления мутаций для формирования клонального гемопоэза, основная функция которого состоит в том, чтобы обеспечить «расписание» развития биологического организма до тех пор, пока тот не достигнет половой зрелости и способности размножения. Теория повреждения при старении также очень хорошо укладывается в клонально-кроветворную теорию и предполагает, что старение является результатом природного процесса накопления повреждений со временем, с которыми организм старается бороться. Сейчас этот подход в биологии старения считается установленным (Kirkwood, 2005; Holliday, 2006; Hayflick, 2007).

Наш подход к старению с позиций клонального гемопоэза не противоречит гормонально-генетической теории, которая состоит в том, что в процессе жизни человека начиная с рождения идет повышение порога чувствительности гипоталамуса, что в конечном итоге после 40 лет приводит к гормональному дисбалансу и прогрессирующему нарушению всех видов обмена, в т.ч. гиперхолестеринемии. Именно клональный гемопоэз определяет возрастзависимое формирование у человека стенозирующего системного атеросклероза сосудов и приводит к гормональным нарушениям.

Теория старения Д. Вильямса (Williams, 1957), утверждающая о существовании плейотропных генов, имеющих разный эффект для выживания организмов на протяжении разных периодов жизни, известная как антагонистическая плейотропия, также полностью вписывается в предложенную клонально-кроветворную теорию. Генетика старения (Kirkwood, 2005) свидетельствует о накоплении мутаций, хотя для некоторых исследований этот тезис остается спорным (Shaw et al., 1999), тогда как свидетельства наличия плейотропных генов сильнее, но и они недостаточно обоснованы. Теория антагонистической плейотропии подтверждает, что должны существовать гены с плейотропным эффектом, естественный отбор которых и приводит к возникновению старения. Хотя несколько генов с плейотропным эффектом на разных стадиях жизни действительно найдены – сигма-70 E. coli, теломераза у эукариотов, – непосредственной связи со старением показано так и не было. Тем более не было показано, что это типичное явление для всех организмов и именно оно ответственно за все эффекты старения. Плейотропные гены теломеразы у эукариотов и сигма-фактор σ⁷⁰ у бактерий влияют на продолжительность жизни разных организмов, хотя других четких примеров плейотропных генов все еще не обнаружено (Leroi et al., 2005). В этой связи теломеразная теория старения Оловникова лишь подтверждает обоснованность системного воздействия клонального гемопоэза на продолжительность жизни. Сокращение теломер в ГСК хорошо известно, показано в эксперименте (Богачев, Шурдов, 2008) с течением времени и лишь подтверждает установленное правило.

Так, Е. Mitchell, M.S. Chapman, N. Williams et al. (2022) оценили длину теломер для 1505 колоний ГСК от 7 чел., секвенированных на Hiseq X10. Как сообщалось ранее (Rufer et al., 1999; Aubert et al., 2012), длина теломер неуклонно уменьшалась с возрастом при средней скорости убыли 30,8 пары оснований в год во взрослой жизни (95-процентный доверительный интервал 13,2—48,4), что близко к опубликованным оценкам в 39 пар онований в год из объемных гранулоцитов (Rufer et al., 1999). В пуповинной крови и у молодых людей небольшая часть ГСК имела неожиданно длинные теломеры, доля которых уменьшалась с возрастом. Учитывая, что теломеры укорачиваются при клеточном делении, эти клетки-отклонения, по-видимому, претерпели меньше исторических клеточных делений. Редкая популяция редко делящихся дремлющих ГСК была описана у мышей (Wilson et al., 2008; Bernitz et al., 2016), и данные Е. Mitchell, M.S. Chapman, N. Williams et al. (2022) о теломерах согласуются с аналогичной популяцией у людей, особенно в раннем возрасте.