Vendita di cura di pelle del prolungamento della vita

Rivista del prolungamento della vita

LE Magazine novembre 1999


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Invecchiamento rivelatore!

da Gregory M. Fahy, Ph.D.


Il fondamento del prolungamento della vita intervista il DRS. Richard Weindruch e Tomas Prolla, i primi ricercatori per usare i chip del DNA per porre nudo i segreti di invecchiamento-e per aprire la strada allo sviluppo rapido di spazzare i nuovi trattamenti per invecchiare.

Con la subitaneità di singola pubblicazione, un'era radicalmente nuova della ricerca di invecchiamento e la modifica di invecchiamento ha cominciato. Con il rilascio del loro rapporto nell'emissione del 27 agosto di scienza (" Gene Expression Profile di invecchiamento e del suo ritardo dalla restrizione calorica„), Tom Prolla e Rick Weindruch hanno cambiato ampio per sempre il campo della ricerca di invecchiamento. Così grande è il potere del metodo che hanno dimostrato, quello virtualmente tutta la ricerca biomedica su invecchiamento sarà colpito con il loro metodo e tramite i loro risultati. La prospettiva di decine di migliaia di di gerontologi e di clinici che applicano la nuova metodologia ad invecchiare implica un'esplosione impressionante rapida nella nostra conoscenza delle cause fondamentali di invecchiamento e nella nostra conoscenza di che cosa può rallentare o invertire l'invecchiamento al livello più profondo. Il fondamento del prolungamento della vita ha intervistato questi due gerontologi aprenti la strada al loro laboratorio l'8 agosto 1999. Che cosa segue è una trascrizione pubblicata di quell'intervista. Nota: i lettori non esperti con alcuni dei termini utilizzati in questa intervista dovrebbero consultare il glossario accompagnante.

Fondamento del prolungamento della vita: Il Dott. Prolla ed il Dott. Weindruch, come descrivereste l'innovazione voi fare appena?

Tomas Prolla: Abbiamo usato la nuova tecnologia dei microarrays del DNA per esaminare il livello di espressione di migliaia di geni durante il processo di invecchiamento. Abbiamo fatto questo mediante i paragoni cinque e dei topi di 30 mesi. Abbiamo deciso di utilizzare il muscolo di gastrocnemius mentre il nostro tessuto della scelta per questo primo studio perché fa un tasso alto del consumo di ossigeno e sembrare ideale da verificare le viste correnti sui mitocondri nell'invecchiamento e sui radicali liberi come causa di invecchiamento. Abbiamo imparato più negli ultimi tre mesi che durante i tre anni ultimi.

LEF: Che cosa è un microarray del DNA?

TP: Ci sono varie varietà di microarrays del DNA. Sono basicamente piccole lastre di vetro che hanno migliaia di geni allegati a loro in una matrice o in una disposizione regolare. I geni possono essere presenti come geni pieni o come piccoli frammenti del gene conosciuti come gli oligonucleotidi. La matrice particolare che abbiamo usato è il sistema di Affymetrix, in cui ogni gene è rappresentato da 20 oligonucleotidi e 6347 geni è rappresentata in tutto.

LEF: Come può un microarray del DNA fornire nuovo e le informazioni utili circa invecchiamento?

TP: Estraendo il RNA dal tessuto di un animale o umano, potete analizzare per il livello di espressione di migliaia di geni allo stesso tempo. In primo luogo identifichiamo il RNA con una sonda fluorescente. Poi ibridiamo il RNA dall'animale al microarray. La matrice poi è esplorata con un laser che concede alla quantificazione della fluorescenza che viene da ogni RNA differente quel i bastoni alla matrice. Ogni tipo del RNA che attacca è identificato dalla sua posizione in due dimensioni sulla matrice. Questi informazioni sono convertite in file di dati che ha il livello di espressione dei geni differenti. Uno può fare questo per le età differenti e vedere tramite il confronto che cosa le differenze rivelano con invecchiamento. Può anche essere usato per controllare tutto il processo di malattia.

L'obiettivo finale qui, che cosa vorremmo avere, è una batteria dei geni che aumenta in una tal misura con invecchiamento che possiamo realmente ottenere, ha lasciato noi dire, una finestra di sei mesi nella durata e realmente dire se qualcosa rallenta l'invecchiamento durante quel tempo. Vogliamo fuggiree dovere aspettare 30 mesi, in modo da se possiamo trovare gli indicatori che cambiano la volta 50 con invecchiamento, quindi possiamo ordinare i topi di 12 mesi da NIH e studiarli 12 - 18 e provare se un composto funzioni durante quel periodo. Ciò è per selezione preliminare. Se appare bello, quindi possiamo ritornare e fare uno studio completo della durata. Ma il punto è, noi vuole schermare per i composti che colpiscono invecchiare rapidamente. Non vogliamo aspettare la portata dell'intera vita del topo.

LEF: Il potere dei chip del DNA è stato illustrato in un articolo nella scienza circa un anno fa. I ricercatori hanno esposto le cellule epiteliali (fibroblasti) al siero dopo che sono stati privati del siero. Hanno trovato che cosa stavano prevedendo, ma inoltre hanno visto un altro intero insieme dei geni che girano sopra relativo alla riparazione arrotolata ed hanno realizzato dopo per un po', oh sì, se siete un fibroblasto in pelle e siete esposto al siero, che il mezzo la pelle è stato ferito, in modo da dovete su-regolare i vostri meccanismi di riparazione arrotolati. Così hanno capito molto meglio poi con un'occhiata la biologia del fibroblasto, perché potrebbero vedere tutto, non solo che cosa originalmente stavano cercando.

TP: Il vantaggio principale con i chip del DNA è che stiamo esaminando basicamente tutti i geni conosciuti, tutti i geni che sono stati caratterizzati bene. Iniziamo l'esperimento senza il presupposto che questo gene o che il gene andrà verso l'alto o verso il basso con invecchiamento. Li proviamo appena tutto d'un tratto e vediamo che cosa il risultato è. Otteniamo un risultato che non è influenzato dalle nozioni preesistenti. Significo, la sola ipotesi cominciante sono che ci saranno alcuni cambiamenti con invecchiamento. Che cosa i cambiamenti sono, troviamo soltanto dopo che facciamo l'esperimento.

LEF: La biologia così convenzionale è come il vecchio mito dei tre uomini ciechi che provano a capire che cosa un elefante è come. Uno di loro gru a benna il tronco e dice che un elefante è come un serpente ed un altro afferra la gamba e che dice no, l'elefante è come un albero e l'ultimo tipo afferra la zanna e dice oh, l'elefante è come una lancia. Ma la vostra tecnica non vi limita ad un'ipotesi. Vedete l'intero elefante tutto contemporaneamente.

TP: Sì. Inoltre, questi cambiamenti permetteranno che noi verifichiamo le ipotesi specifiche. Possiamo determinare se alcuni dei geni in questione sono realmente geni che controllano il processo di invecchiamento facendo gli animali o i composti transgenici di sviluppo che imitano le azioni dei geni. Poi, esaminando le alterazioni nell'espressione genica con invecchiamento possiamo rapidamente controllare se il transgene o componiamo in effetti ritardiamo l'invecchiamento. L'altra parte importante stessa della tecnica è che possiamo esaminare l'invecchiamento in un modo organo-specifico. La durata studia, per esempio, lo sguardo alla sopravvivenza di intera popolazione degli animali in parecchi anni. Tuttavia, ogni razza del topo del laboratorio sviluppa solitamente un modello specifico di malattia, quali cancro o insufficienza renale, che finiscono limitando la durata. Di conseguenza, l'utilità degli studi della durata è limitata. Raccogliamo gli organi non malati dai topi alle età differenti ed esaminiamo al livello molecolare se sono invecchiare più veloce o più lento e questo è indipendente dai loro tassi di sopravvivenza.

LEF: Gli organi che ora state studiando sono stati raccolti dalle popolazioni differenti degli animali e congelato per l'analisi successiva, è quello corretto?

Richard Weindruch: Sì e questi sono i tessuti da un piccolo numero di animali. Una delle cose affascinanti circa la tecnologia è come la piccola variazione dell'animale--animale noi osserva. Descriviamo statisticamente questo in nostro articolo di scienza. I numeri degli animali che usiamo sono piccoli per gli studi invecchianti, tre animali per gruppo. Ma quando confrontate i giovani a vecchio, per esempio, o a vecchio limitato a vecchio controllo, generate nove al paio confronti per ogni tale confronto di gruppo e quello è come i dati sono analizzati. Per avere quattro animali per gruppo condurrebbe ad un'esplosione enorme dei dati che sono statisticamente inutile basati sulla qualità dei dati che stiamo ottenendo.

LEF: Ciò è abbastanza notevole perché la variazione nell'invecchiamento fra gli individui in un gruppo dato è rinomata.

Il RW: Destra. Sosterrei che forse questa è una riflessione del fatto che questa analisi di espressione genica è controcorrente da molte alterazioni successive. Per molti di questi pianti i generi genetici di alterazioni, quando ottenete l'uscita nella via e fra gli animali differenti, voi potrebbe vedere molto più il rumore che fate al livello genetico.

TP: Destra. Come i cambiamenti noi vedono che il risultato nella malattia o altri punti secondari dell'estremità potrebbe variare molto fra gli individui nella popolazione, ma il punto è quello al livello di espressione genica, i topi erano notevolmente simili.

LEF: Suggerisce che se avete una differenza di 10% nell'espressione genica fra il topo A ed il topo B, accumulato oltre 30 mesi, voi ottiene una differenza (fisiologica) fenotipica enorme ma infatti, geneticamente ci sia una differenza molto secondaria fra loro.

Il RW: Quello può bene essere il caso. Inoltre, penso che i nostri dati, nella grande parte, convalidino l'importanza di parecchie aree correnti dell'indagine in biogerontology, ma inoltre aprirò parecchi altri che non siano stati considerati forse importanti come possono bene essere.

TP: La tecnica è realmente un'innovazione in termini di malattie di comprensione. Ma anche e per di più, è un modo di misurazione del processo di invecchiamento. Il solo modo che potete realmente interferire con invecchiamento è se avete un modo misurarlo e pensiamo quello con questa individuazione, noi infine facciamo.

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LEF: Altri hanno tentato di misurare invecchiare misurando i cosiddetti “biomarcatori„ di invecchiamento, elementi che cambiano con l'età in un modo che caratterizza l'invecchiamento stesso. Nel passato, quanti cambiamenti relativi all'età sono stati messi avanti come biomarcatori seri del candidato per invecchiare?

Il RW: Penso che dipende. La risposta a quella domanda è influenzata forte dalla persona gli che risponde.

TP: Inoltre dipende sopra se significate un biomarcatore molecolare, rispetto ad un biomarcatore fisiologico o comportamentistico.

LEF: Dicaci alcuni dei problemi dell'identificazione dei biomarcatori buoni di invecchiamento e come il vostro metodo può aiutare nella scoperta di biomarcatori vero buoni di invecchiamento.

TP: Molti laboratori hanno sostenuto sviluppare i biomarcatori di invecchiamento. Il problema è che ciascuno di questi biomarcatori comprende solitamente un'analisi differente. Alcuni di loro sono biochimici, alcuni comprendono le prove comportamentistiche, alcune comprendono le prove funzionali…

Il RW: Sono solitamente uno alla volta.

TP: Sì, sono uno alla volta ed esaminano un aspetto del processo di invecchiamento. Alcuni di questi sono buoni biomarcatori. Ma idealmente uno dovrebbe potere esaminare molti tali biomarcatori allo stesso tempo e non abbiamo avuti basicamente la tecnologia per fare questo fino ad oggi. Un altro termine per un buon biomarcatore è che ci deve essere un modo convalidare il biomarcatore. Cioè qualcosa potrebbe cambiare con invecchiamento ma non può essere necessariamente dovuto invecchiare, o quel cambiamento non potrebbe essere causale. Un modo provare a questo è di assicurarsi che i cambiamenti che vedete durante l'invecchiamento normale siano colpiti dalla restrizione calorica, perché la restrizione calorica è il solo modo rallentare l'invecchiamento nei mammiferi. Dopo che abbiamo scoperto questi biomarcatori, abbiamo guardato per vedere come sono stati colpiti in topi calorico limitati ed abbiamo trovato che una grande frazione di loro è impedita dalla restrizione calorica, che li convalida come biomarcatori. La linea inferiore è che possiamo ora schermare le centinaia di biomarcatori allo stesso tempo con la stessa tecnica.

Il RW: Inoltre, penso che questo insieme dei biomarcatori sia vantaggioso in quanto è al livello del gene. Così non solo è molecolare, ma ho indicato più presto, precede molti dei cambiamenti secondari nei livelli di proteina o nelle attività delle vie, in modo da pensiamo che non solo questo permetteranno una vista globale primaria vicina dei cambiamenti di espressione genica nell'invecchiamento, ma inoltre ci muoveranno più vicino ad una migliore comprensione dell'invecchiamento poichè noi ed i nostri colleghi possiamo ordinare attraverso questi vari cambiamenti ed eseguire gli esperimenti basati su questi informazioni per provare ad ottenere a quale di questi cambiamenti possono essere causali.

LEF: Come decidete se un cambiamento è significativo ed i che percentuale dei cambiamenti del genoma significativamente? Che grado di cambiamento è considerato significativo?

TP: Una risposta a quella domanda è quella circa 1% dei geni che esaminiamo la manifestazione circa un cambiamento duplice o più su.

LEF: Quello è duplice verso l'alto o verso il basso, è quella destra?

Il RW: Destra. Circa 0,9% per cento ogni modo, o intorno 2% di quei che abbiamo esaminato. Dei 6500 circa geni abbiamo esaminato, circa 58 - 60 geni erano doppiamente più su nell'attività, gli altri 58 o 60 erano doppiamente più in basso nell'attività come conseguenza di invecchiamento.

TP: Radrizzi, ma abbiamo schermato soltanto probabilmente un decimo dei geni del topo, in modo dal numero reale è probabilmente vicino a 600 geni che vanno verso l'alto o verso il basso.

LEF: Che frazione dei geni aumenta da più del quei, o diminuisce da più di quel rapporto? Cioè da composto di dieci parti o da quintuplo invece di duplice?

Il RW: Può essere un numero molto piccolo, ma può essere più grande di sappiamo.

TP: Non possiamo realmente rivolgere quella domanda ora perché alcuni di più grandi cambiamenti del popolare probabilmente rappresentano i geni che erano assenti in uno stato e presentano nell'altro e ci possono essere molti di loro. Quelli hanno potuto essere biomarcatori molto buoni.

Il RW: C'è un'edizione tecnica, che è che se il gene non è espresso in un animale giovane ed è espresso in un vecchio animale, la macchina può dirci di non accettare quei dati. Possiamo avere bisogno di di seguire quelli su facendo uso agli degli approcci basati a PCR (vedi il glossario - Ed.), che stiamo cominciando fare in modo che non manchiamo molti di questi.

TP: Sebbene ci siano le trascrizioni del gene che la macchina chiama “assenti„ in animali giovani e “nel presente„ in vecchi animali e nell'altro modo intorno, è molto improbabile che l'attività sia realmente interamente assente, è appena che c'è un limite della sensibilità. Se la macchina non può individuarla abbastanza esattamente, lo chiama “assente.„ L'abilità di rilevazione della macchina, per esempio, non è buona quanto qualcosa come la PCR quantitativa, che ora stiamo facendo. Ritorneremo a quegli indicatori in cui, per esempio, la macchina non dice “niente„ in giovani e “in qualcosa„ in vecchio ma riferisce qualcosa come un cambiamento quintuplo. Quel cosiddetto cambiamento quintuplo non significa nulla. Potrebbe essere che realmente c'è qualcosa nei giovani, ma molto ad un a basso livello e poi c'è qualcosa come la volta 50 più nel vecchio. Così stiamo effettuando alcune prove indipendenti. Un cambiamento di 50 volte sarebbe migliore. Ci sono centinaia di geni per ogni tessuto che va su e giù nell'espressione che può essere usata come biomarcatori. Quei che stiano andando essere particolarmente buoni, nel mio punto di vista, sono quei che aumentino linearmente con invecchiamento e mostrino i grandi aumenti, perché che cosa quei significa è che possiamo probabilmente esaminare gli animali durante la parte di loro durata, quali sei mesi o un anno, per determinare se un certo composto sta colpendo l'invecchiamento, rispetto ad aspettare 30 mesi per fare uno studio completo della durata.

Il RW: Quale sarebbe complicato dalla presenza di malattie. Così forse l'analisi ottimale per provare un composto del candidato ha potuto richiedere per esempio cinque mesi ed accadere fra a 20 e 25 mesi dell'età in un topo. Sto pensando appena alto fuori, non devo essere precisamente quel modo.

TP: Lo scopo è di ridurre il lasso di tempo che è necessario valutare se un certo approccio sperimentale, compreso una certa manipolazione della droga o una manipolazione genetica, colpisce l'invecchiamento. Dobbiamo trovare i biomarcatori che cambiano significativamente su base mensile in moda da in alcuni mesi poterci sapere noi se una droga funziona.

Il RW: Ed inoltre sapremo se lavora ad una base tessuto-specifica e quello è un punto critico. Potremo sapere molto presto che i sistemi su-sono regolati o giù-regolati in ciascuno dei tessuti cui esaminiamo e potremo determinare quale di quelli sono divisi fra i tessuti.

TP: Il nostro scopo ora, che pensiamo dovrebbe essere la priorità, è di esaminare tre o quattro tessuti postmitotic e di cercare i cambiamenti nell'espressione genica che sono divisi fra i tessuti per quanto riguarda invecchiamento. Postuliamo che quei cambiamenti potrebbero essere causali e che quindi riveleranno i meccanismi di base di invecchiamento.

LEF: Potete fare delle previsioni circa quanto il centro, cambiamenti causali nell'espressione genica là potrebbe essere?

Il RW: Una risposta a questo problema realmente richiede l'analisi dei tessuti multipli, in modo dalla risposta dovrebbe venire in alcuni mesi.