Trei grupuri de oameni de știință lucrează în cadrul unor proiecte extrem de ambițioase care vizează prelungirea duratei de viață a câinilor de companie și a proprietarilor lor, la care participă zeci de mii de patrupezi. Medicamentele anti-îmbătrânire sunt testate cu ajutorul câinilor – dar scopul este de a descoperi modalități prin care oamenii și animalele lor de companie să se bucure deopotrivă de o viață mai lungă și mai sănătoasă. Cele trei proiecte au fost popularizate de una dintre revistele științifice ale MIT (Massachusetts Institute of Technology), una dintre primele trei instituții de învățământ superior din SUA, alături de Universitățile Harvard și Stanford.
Prof. dr. Matt Kaeberlein este un mare iubitor de câini. Își descrie ciobănescul german, Dobby, ca fiind „cu adevărat special”, dar îl întristează faptul că Dobby are 14 ani – echivalentul vârstei de 98 de ani la oameni. „Văd foarte bine procesul de îmbătrânire pe care îl parcurge”, spune Kaeberlein, care cercetează fenomenul îmbătrânirii la Universitatea Washington din Seattle.
Kaeberlein este co-director al Dog Aging Project, un efort de cercetare ambițios, care urmărește procesul de îmbătrânire a zeci de mii de câini de companie din SUA. El este unul dintre puținii oameni de știință care are misiunea de a îmbunătăți, a întârzia și, eventual, a inversa acest proces, pentru a ne ajuta patrupezii să trăiască o viață mai lungă și mai sănătoasă.
Dog Aging Project este doar unul dintre cele trei grupuri de oameni de știință care încearcă să înțeleagă și să îmbunătățească procesul de îmbătrânire al câinilor. Cercetătorii companiei de biotehnologie Loyal intenționează și ei să le ofere câinilor o viață mai lungă. Un al treilea grup de cercetători, reuniți sub cupola proiectului numit Vaika, caută, de asemenea, modalități de a prelungi durata de viață a blănoșilor printr-un studiu asupra câinilor de sanie pensionați.
Câinii sunt doar începutul
Dar câinii sunt doar începutul. Deoarece sunt un model grozav pentru oameni, de medicamentele anti-îmbătrânire sau care prelungesc durata de viață, care funcționează pentru câini, ar putea, în cele din urmă, să beneficieze și oamenii. spune Kaeberlein. – „Îmbătrânirea este modificabilă.”
Din iubire pentru câini
„Ador câinii”, spune prof. dr. Kate Creevy, care cercetează îmbătrânirea câinilor și bolile infecțioase la animale la Universitatea Texas, unde predă. „Nu ești motivat să faci această muncă dacă nu iubești câinii.” Creevy, care este unul dintre liderii proiectului Dog Aging, este și una dintre cele aproximativ 40.000 de persoane înscrise în studiu cu propriul câine.
Toți participanții furnizează istoricul medical al câinelui propriu și completează, anual, chestionare detaliate. „Este nevoie de trei ore pentru a răspunde la toate întrebările chestionarului”, spune Creevy. Un subset de aproximativ 8.500 de câini vor avea genomul secvențiat, iar unora dintre aceștia li se vor studia părul, sângele și urina.
Grupuri mai mici de câini sunt studiate mai atent pentru anumite tulburări. Spre exemplu, echipa va evalua 200 de câini cu o formă de demență cunoscută sub numele de disfuncție cognitivă canină.
Scopul este de a găsi indicii biologice care să ajute la identificarea câinilor care ar putea fi expuși riscului de a dezvolta astfel de boli în viitor și, în cele din urmă, să ajute la descoperirea medicamentelor care le-ar putea preveni sau trata. Echipa speră, de asemenea, să afle ce aspecte ale stilului de viață al unui câine ar putea ajuta la extinderea „duratei de sănătate” a acestuia, adică a numărului de ani trăiți în stare de bună sănătate.
„Ne așteptăm să aflăm ce tipuri de diete, ce regimuri de exerciții fizice și ce modele de creștere sunt asociate cu cele mai bune rezultate pe termen lung”, spune Creevy, „astfel încât să putem face lucruri care îi ajută să aibă o calitate mai bună a vieții în ultimii lor ani.”
Dar cercetarea are un alt scop. Dr. Kaeberlein spune că „momentul Evrika” a avut loc în urmă cu aproximativ 10 ani, când și-a dat brusc seama că nu numai că o astfel de cercetare ar dezvălui cum îmbătrânesc câinii, ci ar putea identifica modalități de a încetini procesul.
Medicamente anti-îmbătrânire
Proiectul Dog Aging va testa potențiale medicamente anti-îmbătrânire în rândul grupurilor de animale de companie. Prima studiată este rapamicina, un medicament despre care s-a descoperit că prelungește viața muștelor, viermilor și șoarecilor de laborator. Se crede că rapamicina imită efectele restricției calorice, care s-a dovedit că ajută o serie de specii să trăiască mai mult. Medicamentul funcționează prin blocarea unei molecule numite mTOR, care controlează creșterea și metabolismul celular și răspunde la aportul de nutrienți. „Sunt convins că unele dintre intervențiile despre care știm că extind durata de viață și durata sănătății la șoareci vor funcționa și la câini”, spune Kaeberlein – „Este, într-adevăr, doar o chestiune de a demonstra acest lucru prin studii clinice.”
Kaeberlein și colegii săi testează, în prezent, medicamentul pe câini în vârstă de șapte ani sau mai mult. Până acum, au efectuat doar câteva studii de mică anvergură, menite să testeze siguranța acestuia. În cel mai recent studiu – un studiu de șase luni, care a implicat 17 câini și care nu a fost încă publicat – medicamentul părea a fi sigur, spune Kaeberlein.
Niciun studiu nu a fost însă destul de extins pentru a testa suficient efectele medicamentului. Dar deținătorii câinilor cărora li s-a administrat rapamicină au avut tendința de a raporta că patrupezii au devenit mai activi. Proprietarii nu știau dacă animalului lor i se administra medicamentul sau doar un placebo. „Deci credem că efectul este, probabil, real”, spune Kaeberlein. Dar nu se știe exact care ar putea fi efectul. „Ar putea fi o scădere a durerii sau a artritei, sau ar putea fi faptul că medicamentele îi fac pe câini hiperactivi”, spune el.
Pentru a înțelege mai bine efectele, echipa înrolează în prezent 580 de câini într-un studiu clinic mai amplu. Timp de un an, 50% dintre câini vor primi medicamentul, iar cealaltă jumătate, un placebo. Echipa va urmări apoi starea de sănătate a animalelor pentru încă doi ani. Cercetătorii își propun să afle dacă medicamentul poate prelungi durata de viață a animalelor, dar vor monitoriza și starea lor generală de sănătate, pentru a verifica, de exemplu, dacă dezvoltă cancer sau boli de inimă.
Salvarea câinilor pensionari
Creevy, Kaeberlein și colegii lor nu sunt singurii care caută să prelungească durata de viață a celui mai bun prieten blănos al oamenilor. Prof. dr. Andrei Gudkov, care predă biochimie și oncologie la Case Western Reserve University, și colegii săi adoptă, în acest sens, o abordare diferită.
Gudkov, unul dintre directorii Institutului Național pentru Cancer din SUA, a fost mult timp interesat să înțeleagă procesul îmbătrânirii. „Să studiezi acest lucru la oameni este… foarte nepractic, pentru că, de obicei, propria ta viață nu este suficient de lungă pentru a-ți vedea roadele muncii”, spune el – „Viața unui câine este mult mai scurtă decât viața unui om, ceea ce ne permite să facem experimente rezonabile și să vedem rezultatele.”
Dr. Gudkov, dr. Katerina Adrianova și dr. Daria Fleyshman sunt fondatorii Vaika, un proiect pentru studierea îmbătrânirii – care are în vedere încetinirea sau chiar inversiunea acesteia – într-un grup de câini retrași din cursele de sanie. În ultimii patru ani, echipa a strâns câini cu vârsta cuprinsă între opt și 11 ani proveniți din canise din nordul SUA și Canada. Câinii sunt îngrijiți într-un centru din Ithaca, New York, și monitorizați cu atenție până la sfârșitul vieții.
Gudkov pune accentul pe deteriorarea ADN-ului, proces care se amplifică odată cu vârsta. Această deteriorare poate furniza un semnal sistemului imunitar pentru a distruge celulele afectate, ducând la deteriorarea țesuturilor. O parte din daunele suferite de ADN sunt cauzate de ceea ce Gudkov numește retrobiom – fragmente de viruși antici care au fost încorporați în ADN-ul nostru de-a lungul a milioane de ani de evoluție.
Părțile ADN-ului unui animal care conțin aceste fragmente sunt de obicei menținute „tăcute” de markeri epigenetici, spune Gudkov, dar sistemul pare să se defecteze odată cu vârsta. Gudkov crede că aceste fragmente de virus vechi sunt o cauză majoră a declinului legat de vârstă la oameni și câini deopotrivă.
Echipa sa testează un medicament anti-îmbătrânire experimental despre care crede că va reprima activitatea retrobiomului la cei 103 câini introduși până acum în studiu. Dacă medicamentul poate preveni deteriorarea ADN-ului, ar trebui să permită animalelor să trăiască o viață mai lungă și mai sănătoasă, spune Gudkov. În cadrul studiului, jumătate din câini vor primi medicamentul, în timp ce restul va primi un placebo, iar echipa va căuta semne de îmbătrânire la toți. Gudkov spune că are unele rezultate preliminare, dar le face publice încă.
Profit și non-profit
Studiul Vaika este un demers non-profit, iar Gudkov îl descrie drept un „hobby”. Dar o altă mare iubitoare de animale, Celine Halioua, doctor în genetică și neuroștiințe, plănuiește însă să facă o afacere din prelungirea vieții câinilor de companie. Halioua a fondat startup-ul biotehnologic Loyal pentru a „dezvolta în mod explicit medicamente menite să mărească durata de viață și durata sănătății”.
La fel ca membrii Dog Aging Project și Vaika, echipa lui Halioua caută indicii biologice care ar putea sugera care animale sunt predispuse la o îmbătrânire mai rapidă și care se pot bucura de o viață mai lungă și mai sănătoasă.
Pe lângă căutarea markerilor din sânge, salivă și urină, echipa lui Halioua va analiza markerii epigenetici – grupuri chimice care se atașează la ADN și controlează modul în care genele produc proteine. Aceste tipare par să se schimbe de-a lungul vieții, iar unii oameni de știință au dezvoltat „ceasuri de îmbătrânire” pentru a ghici, din aceste informații, vârsta biologică a unui organism.
Echipa de la Loyal va lansa în curând studii clinice cu două medicamente pe care compania le numește LOY-001 și LOY-002. Halioua spune că primul este un implant care vizează câinii de talie mai mare, care tind să aibă durate de viață mai scurte, în timp ce al doilea, o pastilă, va fi testat la câini mai în vârstă, de diferite rase. Al doilea medicament funcționează într-un mod similar cu rapamicina, explică Halioua.
Model comportamental
„Dacă un medicament funcționează la câini, atunci ar putea fi testat și pe oameni“, își descrie dr. Halioua unul dintre obiective. Câinii sunt un model excelent pentru studierea îmbătrânirii umane și a medicamentelor care ar putea-o încetini sau inversa, spun cercetătorii implicați în cele trei proiecte anti-aging.
Până de curând, majoritatea cercetărilor privind îmbătrânirea s-au concentrat pe drojdie, viermi și șoareci, în laborator. Rezultatele au dezvăluit o mulțime de perspective fascinante asupra modului în care aceste organisme îmbătrânesc, dar relevanța descoperirilor pentru oameni este discutabilă.
Câinii oferă un model mult mai bun pentru studierea îmbătrânirii umane. Sunt unici prin faptul că împart cu noi același mediu. Câinii de companie locuiesc cu noi în casă, respiră același aer și, adesea, ne împărtășesc rutinele. „Ne mănâncă mâncarea, se plimbă pe aceleași peluze cu pesticide sau în mașinile noastre poluante, beau aceeași apă”, spune prof. dr. Elaine Ostrander, care conduce o echipă care studiază genetica umană și a câinilor la Institutul Național de Cercetare a Genomului Uman din cadrul Institutului Național de Sănătate din Bethesda, Maryland, SUA.
Asemănări și diferențe
Prietenii noștri blănoși dezvoltă multe dintre bolile legate de vârstă ale oamenilor. Din punct de vedere tehnic, majoritatea câinilor de companie mor ca urmare a eutanasiei, la care se apelează pentru că animalele au cancer, arată Kaeberlein. De asemenea, câinii pot dezvolta boli de inimă, la vârste înaintate, la fel ca oamenii. Există o mulțime de asemănări. Atât câinii, cât și oamenii se confruntă cu îmbătrânirea sistemului imunitar și un risc crescut de boli de rinichi pe măsură ce înaintează în vârstă, spune Kaeberlein. „Se pare că la nivelul bolilor individuale legate de vârstă, lucrurile stau foarte asemănător”, spune el.
Există, desigur, și unele diferențe – creierul câinelui nu este același cu cel uman, deși animalele par să dezvolte și ele o formă de demență. În plus, câinii nu au tendința de a dezvolta boli vasculare, așa cum se întâmplă în cazul oamenilor.
Diferența principală este că îmbătrânirea este un proces mult mai rapid la câini – se derulează aproximativ de șapte ori mai repede decât la oameni. Deși scurtimea vieții câinilor este o dramă imensă pentru proprietarii lor, este utilă pentru cercetători, care au posibilitatea să studieze efectele potențialelor medicamente anti-îmbătrânire pe întreaga durată de viață – ceea ce este mult mai dificil de realizat la oameni.
O altă caracteristică unică a câinilor este diversitatea lor incredibilă. Numai la câini vedem diferențe uriașe de mărime și aspect în cadrul unei singure specii. Ca exemplu, un dog german este de aproximativ 30 de ori mai greu decât un Chihuahua.
Această varietate face ca animalele să fie deosebit de fascinante pentru geneticieni precum doctorul Elaine Ostrander. „Câinii au fost domesticiți doar cu aproximativ 30.000 de ani în urmă, iar majoritatea raselor există doar din epoca victoriană”, spune ea. Pe la mijlocul anilor 1800 a început creșterea modernă a câinilor, iar proprietarii au crescut câini pentru anumite însușiri ale aspectului lor. În esență, crescătorii au selectat câini cu gene pentru respectivele caracteristici.
Ultimii 100 de ani
Deoarece multe astfel de modificări s-au produs doar în ultima sută de ani, diferențele genetice dintre rasele de câini de astăzi ar putea avea un impact semnificativ asupra acestor trăsături și asupra riscurilor anumitor boli care variază între rase.
Acest lucru face mult mai ușor să identifici genele de interes la câini decât la oameni, spune Ostrander. „Pentru mine, ca genetician, este extraordinar”, spune ea. – „Îmi pot da seama care sunt genele pe post de principali jucători și apoi mă pot uita la biologia și sănătatea umană.”
Ostrander studiază cancerul, care afectează diferit rasele de câini. Pentru a afla mai multe despre cancerul vezicii urinare, ea și colegii ei vor studia terrierii scoțieni și terrierii albi de West Highland, care par deosebit de predispuși la dezvoltarea bolii. Echipa ei va compara apoi genomul acestor câini cu cel al altor rase care nu suferă de cancer de vezică urinară. „Astfel, devine mult, mult mai ușor să găsești acele gene legate de cancerul vezicii urinare”, spune ea. – „Nu avem o modalitate de a face asta foarte eficient la oameni.”
Odată ce echipa a identificat genele legate de un anumit cancer, informează alți oameni de știință care lucrează la bolile umane. „Le putem spune, iată, acestea sunt genele pe care trebuie să le căutați la oameni pentru a vedea dacă puteți dezvolta terapii țintite”, explică dr. Elaine Ostrander.
„Dacă putem viza cu succes biologia îmbătrânirii la animalele de companie, nu înseamnă însă că nu va fi dificil să convingem oamenii că acest lucru este posibil și în cazul lor. Dar nu este science fiction, este doar biologie!”, concluzionează prof. dr. Matt Kaeberlein.
Prof. dr. Matt Kaeberlein, un iubitor de câini
Biochimist, matematician, doctor în Biologie, profesor universitar (Biochimie și Patologie), prolific cercetător și mentor recunoscut în cercetarea academică, autor al peste 200 de lucrări științifice, deținător al unora dintre cele mai prestigioase premii din domeniul său de referință, Matt Kaeberlein se prezintă, mai întâi, ca mare iubitor de câini. Abia apoi poate afla un potential interlocutor că Matt Kaeberlein este membru al Asociației Americane pentru Progresul Științei (AAAS) și al Societății Americane de Gerontologie , CEO al Asociației Americane de Îmbătrânire, membru în Consiliul de Administrație al Federației Societăților Americane pentru Biologie Experimentală, directorul fondator al Institutului de Cercetare privind Îmbătrânirea și Longevitatea Sănătății UW, directorul Centrului de excelență în biologia de bază a îmbătrâniri UW Nathan Shock, directorul Programului de formare privind mecanismele biologice ale îmbătrânirii sănătoase și fondator și co-director al Proiectului său de sufle, Dog Aging.
