Vente de soins de la peau de prolongation de la durée de vie utile

Magazine de prolongation de la durée de vie utile

LE Magazine en novembre 1999


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Vieillissement indiqué !

par Gregory M. Fahy, Ph.D.


La base de prolongation de la durée de vie utile interviewe le jeu rouleau-tambour. Richard Weindruch et Tomas Prolla, les premiers chercheurs pour employer des puces d'ADN pour étendre nu les secrets de vieillissement-et pour préparer le terrain au développement rapide de balayer de nouveaux traitements pour le vieillissement.

Avec la soudaineté d'une publication simple, une ère radicalement nouvelle de recherche vieillissante et la modification vieillissante a commencé. Avec la libération de leur rapport dans la question du 27 août de la Science ("Gene Expression Profile du vieillissement et de son retardement par la restriction calorique »), Tom Prolla et Rick Weindruch rapide ont changé pour toujours le champ de la recherche vieillissante. Si grande est la puissance de la méthode qu'ils ont démontrée, cela pratiquement toute la recherche biomédicale sur le vieillissement sera affecté par leur méthode et par leurs résultats. La perspective des dizaines de milliers de gerontologists et de cliniciens s'appliquant la nouvelle méthodologie au vieillissement implique une explosion de manière impressionante rapide dans notre connaissance des causes fondamentales du vieillissement, et dans notre connaissance de ce qui peut ralentir ou renverser le vieillissement au niveau le plus profond. La base de prolongation de la durée de vie utile a interviewé ces deux gerontologists pilotes à leur laboratoire le 8 août 1999. Ce qui suit est une transcription éditée de cette entrevue. Note : les lecteurs non familiarisés avec certains des termes utilisés dans cette entrevue devraient consulter le glossaire de accompagnement.

Base de prolongation de la durée de vie utile : Dr. Prolla et Dr. Weindruch, comment décririez-vous la percée vous avoir juste fait ?

Tomas Prolla : Nous avons employé la nouvelle technologie des microarrays d'ADN pour examiner le niveau d'expression des milliers de gènes pendant le processus vieillissant. Nous avons fait ceci en comparant cinq et 30 mois-vieilles souris. Nous avons décidé d'utiliser le muscle de gastrocnemius pendant que notre tissu de choix pour cette première étude parce qu'elle fait un haut débit de consommation de l'oxygène et sembler idéal pour examiner des fenêtres actuelles sur des mitochondries dans le vieillissement et des radicaux libres comme cause du vieillissement. Nous avons appris plus pendant les trois derniers mois que pendant les trois dernières années.

LEF : Quel est un microarray d'ADN ?

TP : Il y a plusieurs différentes variétés de microarrays d'ADN. Fondamentalement ils sont de petites plaques en verre qui ont des milliers de gènes attachés à eux dans une rangée ou une disposition régulière. Les gènes peuvent être présents en tant que pleins gènes ou en tant que petits fragments de gène connus sous le nom d'oligonucléotides. La rangée particulière que nous avons employée est le système d'Affymetrix, où chaque gène est représenté par 20 oligonucléotides, et 6347 gènes sont représentées en tout.

LEF : Comment un microarray d'ADN peut-il fournir nouveau et les informations utiles au sujet du vieillissement ?

TP : En extrayant l'ARN à partir du tissu d'un animal ou humain, vous pouvez analyser pour le niveau d'expression des milliers de gènes en même temps. D'abord nous marquons l'ARN avec une sonde fluorescente. Alors nous hybridons l'ARN de l'animal au microarray. La rangée est alors balayée avec un laser qui permet à quantitation de la fluorescence venant de chaque ARN différent ce des bâtons à la rangée. Chaque type d'ARN qui colle est identifié par sa position dans deux dimensions sur la rangée. Cette information est convertie en fichier de données ayant le niveau d'expression des différents gènes. On peut faire ceci pour différents âges et voir par comparaison ce que les différences révèlent avec le vieillissement. Il peut également être employé pour surveiller n'importe quel processus de la maladie.

L'objectif final ici, ce que nous voudrions avoir, est une batterie de gènes qui grimpe jusqu'à une telle ampleur avec le vieillissement qui nous pouvons réellement obtenir, a laissé nous dire, une fenêtre de six mois dans la durée et indiquer réellement si quelque chose ralentit le vieillissement pendant ce temps. Nous voulons obtenir à partir de devoir attendre 30 mois, ainsi si nous pouvons trouver les marqueurs qui changent le fois 50 avec le vieillissement, alors nous pouvons commander 12 mois-vieilles souris de NIH et les étudier de 12 à 18 et examiner si un composé fonctionne au cours de cette période. C'est pour le criblage préliminaire. S'il semble bon, alors nous pouvons retourner et faire une pleine étude de durée. Mais le point est, nous veulent examiner pour les composés qui affectent le vieillissement rapidement. Nous ne voulons pas attendre la durée de vie entière de la souris.

LEF : La puissance des puces d'ADN a été illustrée dans un papier en la Science environ il y a une année. Les investigateurs ont exposé des cellules épithéliales (fibroblastes) au sérum après qu'ils aient été privés du sérum. Ils ont trouvé ce qu'ils comptaient, mais ils ont également vu un autre ensemble entier de gènes tournant dessus lié à la réparation de blessure, et ils ont réalisé après pendant quelque temps, oh ouais, si vous êtes un fibroblaste dans la peau et vous êtes exposé au sérum, que le moyen la peau a été blessé, ainsi vous devez -régler vos systèmes de réparation de blessure. Ainsi ils ont compris alors d'un coup d'oeil la biologie du fibroblaste bien mieux, parce qu'ils pourraient voir tout, non seulement ce qu'elles recherchaient à l'origine.

TP : L'avantage principal avec des puces d'ADN est que nous regardons fondamentalement tous les gènes connus, tous les gènes qui ont été bien caractérisés. Nous commençons l'expérience sans hypothèse que ce gène ou que le gène sera en haut ou en bas assorti au vieillissement. Nous les examinons juste d'un seul trait et voyons ce qu'est le résultat. Nous obtenons un résultat qui n'est pas polarisé par des notions préconçues. Je veux dire, la seule hypothèse commençante est qu'il y aura quelques changements avec le vieillissement. Ce qui sont les changements, nous trouvons seulement après que nous fassions l'expérience.

LEF : La biologie tellement conventionnelle est comme le vieux mythe des trois hommes aveugles essayant de comprendre comme ce qu'est un éléphant. L'un d'entre eux des grippages le tronc et indique qu'un éléphant est comme un serpent, et un autre saisit la jambe et indique non, l'éléphant est comme un arbre, et le dernier type saisit la défense et dit oh, l'éléphant est comme une lance. Mais votre technique ne vous limite pas à une hypothèse. Vous voyez tout l'éléphant entier en même temps.

TP : Oui. En outre, ces changements nous permettront d'évaluer des hypothèses spécifiques. Nous pouvons déterminer si certains des gènes impliqués sont réellement des gènes qui commandent le processus vieillissant en faisant les animaux transgéniques ou les composés révélateurs qui imitent les actions des gènes. Puis, en examinant les changements de l'expression du gène avec le vieillissement nous pouvons rapidement vérifier si le transgene ou composons retarde en fait le vieillissement. L'autre part importante même de la technique est que nous pouvons regarder le vieillissement d'une façon organe-spécifique. La durée étudie, par exemple, le regard à la survie d'une population entière des animaux sur plusieurs années. Cependant, chaque tension de souris de laboratoire développe habituellement un modèle spécifique de la maladie, tel que le cancer ou l'insuffisance rénale, qui finissent limiter la durée. Par conséquent, l'utilité des études de durée est limitée. Nous rassemblons les organes non-malades des souris à différents âges, et nous examinons au niveau moléculaire s'ils sont vieillissement plus rapide ou plus lent, et c'est indépendant de leurs taux de survie.

LEF : Les organes que vous étudiez maintenant ont été rassemblés de différentes populations des animaux et est-ce que congelé pour l'analyse postérieure, c'est correct ?

Richard Weindruch : Oui, et ceux-ci sont les tissus d'un nombre restreint d'animaux. Une des choses fascinantes au sujet de la technologie est comment la petite variation d'animal-à-animal nous observent. Nous décrivons ceci statistiquement en notre papier de la Science. Les nombres d'animaux que nous employons sont petits pour les études de vieillissement, trois animaux par groupe. Mais quand vous comparez des jeunes à vieux, par exemple, ou à vieux restreint au vieux contrôle, vous produisez de neuf par paires comparaisons pour chaque une telle comparaison de groupe, et c'est comment les données sont analysées. Pour avoir quatre animaux par groupe mènerait à une explosion énorme des données qui sont statistiquement inutiles basées sur la qualité des données qui nous obtenons.

LEF : C'est tout à fait remarquable parce que la variation du vieillissement entre les personnes dans une cohorte donnée est notoire.

LE RW : Droite. J'arguerais du fait que peut-être c'est une réflexion du fait que cette analyse d'expression du gène est d'amont de beaucoup de changements suivants. Pour beaucoup de ces derniers enracinez les genres génétiques de changements, quand vous obtenez la sortie dans la voie et parmi différents animaux, vous pourrait voir beaucoup plus le bruit que vous faites au niveau génétique.

TP : Droite. Comment les changements nous voient que le résultat dans la maladie ou d'autres points secondaires d'extrémité pourrait varier beaucoup entre les personnes dans la population, mais le point est celui au niveau d'expression du gène, les souris étaient remarquablement semblables.

LEF : Il suggère que si vous avez une différence de 10% dans l'expression du gène entre la souris A et la souris B, accumulée plus de 30 mois, vous obtiennent une différence (physiologique) phénotypique énorme mais en fait, génétiquement il y ait une différence très mineure entre eux.

LE RW : Ce peut bien être le cas. En outre, je pense que nos données, dans la grande partie, valideront l'importance de plusieurs secteurs actuels d'enquête dans le biogerontology, mais ouvrirai également plusieurs autres qui n'ont pas été considérés peut-être aussi importants qu'elles peuvent bien être.

TP : La technique est vraiment une percée en termes de maladies de compréhension. Mais également, et avant tout, c'est une manière de mesurer le processus vieillissant. La seule manière que vous pouvez réellement interférer le vieillissement est si vous avez une manière de la mesurer, et nous pensons cela avec cette conclusion, nous faisons finalement.

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LEF : D'autres ont essayé de mesurer vieillir en mesurant de soi-disant « biomarkers » du vieillissement, les éléments qui changent avec l'âge d'une manière dont caractérise le vieillissement lui-même. Dans le passé, combien de changements relatifs à l'âge ont été mis en avant en tant que biomarkers sérieux de candidat pour le vieillissement ?

LE RW : Je pense qui dépend. La réponse à cette question est fortement influencée par la personne lui répondant.

TP : Il dépend également de si vous voulez dire un biomarker moléculaire, par opposition à un biomarker physiologique ou comportemental.

LEF : Dites-nous certains des problèmes d'identifier de bons biomarkers du vieillissement et comment votre méthode peut aider dans la découverte des biomarkers véritablement bons du vieillissement.

TP : Beaucoup de laboratoires ont prétendu avoir développé des biomarkers du vieillissement. Le problème est que chacun de ces biomarkers implique habituellement une analyse différente. Certains d'entre eux sont biochimiques, certains impliquent les essais comportementaux, certains impliquent les essais fonctionnels…

LE RW : Ils sont habituellement un par un.

TP : Oui, ils sont un par un, et ils regardent un aspect du processus vieillissant. Certaines de ces derniers sont de bons biomarkers. Mais idéalement on devrait pouvoir regarder beaucoup de tels biomarkers en même temps, et nous fondamentalement n'avons pas eu la technologie pour faire ceci jusque récemment. Une autre condition pour un bon biomarker est qu'il doit y a une manière de valider le biomarker. En d'autres termes, quelque chose pourrait changer avec le vieillissement mais peut ne pas être nécessairement due au vieillissement, ou ce changement ne pourrait pas être causal. Une manière de déterminer ceci est de s'assurer que des changements que vous voyez pendant le vieillissement normal sont affectés par la restriction calorique, parce que la restriction calorique est la seule manière de ralentir le vieillissement dans les mammifères. Après que nous ayons découvert ces biomarkers, nous avons regardé pour voir comment ils ont été affectés chez les souris calorique restreintes, et nous avons constaté qu'une grande part elles sont empêchées par la restriction calorique, qui les valide comme biomarkers. Le résultat est que nous pouvons maintenant examiner des centaines de biomarkers en même temps avec la même technique.

LE RW : En outre, je pense que cet ensemble de biomarkers est avantageux parce qu'il est au niveau de gène. Est tellement non seulement il moléculaire, mais comme j'ai indiqué plus tôt, il précède plusieurs des changements secondaires des niveaux de la protéine ou des activités des voies, ainsi nous pensons qui non seulement ceci permettront une vue globale primaire proche des changements d'expression du gène du vieillissement, mais également nous déplaceront plus près d'une meilleure compréhension du vieillissement car nous et nos collègues pouvons assortir par ces divers changements et entreprendre des expériences basées sur cette information pour essayer d'atteindre lesquels de ces changements peuvent être causaux.

LEF : Comment décidez-vous si un changement est crucial, et quel pourcentage de changements de génome de manière significative ? Quel degré de changement est considéré significatif ?

TP : Une réponse à cette question est celle environ 1% des gènes que nous examinons l'exposition au sujet d'un changement double ou plus haut.

LEF : Est-ce que cela double en haut ou en bas, c'est est exact ?

LE RW : Droite. Environ 0,9% pour cent chaque manière, ou environ 2% de celle que nous avons regardée. Des 6500 environ des gènes nous avons regardé, environ 58 à 60 gènes étaient doubles plus haut dans l'activité, encore 58 ou 60 étaient doubles plus bas dans l'activité en raison du vieillissement.

TP : Redressez, mais nous avons seulement examiné probablement un dixième des gènes de souris, ainsi le vrai nombre est probablement de près de 600 gènes allant en haut ou en bas.

LEF : Quelle fraction des gènes augmentent par plus que ces, ou diminuent par plus que ce rapport ? En d'autres termes, par de dix fois ou quintuple au lieu de double ?

LE RW : Ce peut être un nombre très petit, mais il peut être plus grand que nous savons.

TP : Nous ne pouvons pas vraiment aborder cette question en ce moment parce que certains des plus grands changements de pli représentent probablement les gènes qui étaient absents dans un état et présentent dans l'autre, et il peut y avoir bon nombre d'entre eux. Tels ont pu être les biomarkers très bons.

LE RW : Il y a une question technique, qui est que si le gène n'est pas exprimé chez un jeune animal et est exprimé chez un vieil animal, la machine peut nous dire de ne pas accepter ces données. Nous pouvons devoir rappeler ceux utilisant les approches basées sur ACP (voir le glossaire - Ed.), que nous commençons à faire de sorte que nous ne manquions pas beaucoup de ces derniers.

TP : Bien qu'il y ait des transcriptions de gène que la machine appelle « absentes » de jeune animaux et « présent » chez de vieux animaux, et de l'autre manière autour, il est très peu probable que l'activité soit vraiment entièrement absente, il est juste qu'il y a une limite de sensibilité. Si la machine ne peut pas le détecter assez exactement, elle l'appelle « absent. » La capacité de détection de la machine, par exemple, n'est pas aussi bonne que quelque chose comme l'ACP quantitatif, que nous faisons maintenant. Nous retournerons à marqueurs où, par exemple, la machine n'indique « rien » dans les jeunes et « quelque chose » dans vieux mais rapporte quelque chose comme un changement quintuple. Ce soi-disant changement quintuple ne signifie rien. Il pourrait être qu'il y a réellement quelque chose dans les jeunes, mais très à un de bas niveau, et alors il y a quelque chose comme le fois 50 davantage dans le vieux. Ainsi nous faisons quelques essais indépendants. Un changement de 50 fois serait meilleur. Il y a des centaines de gènes pour chaque tissu entrant en haut et en bas dans l'expression qui peut être employée comme biomarkers. Celui qui vont être particulièrement bon, dans ma vue, est celle qui augmentent linéairement avec le vieillissement et montrent les grandes augmentations, parce que ce que ces signifie est que nous pouvons examiner probablement des animaux pendant une partie de leur durée, telle que six mois ou une année, pour déterminer si un certain composé affecte le vieillissement, par opposition à attendre 30 mois pour faire une pleine étude de durée.

LE RW : Ce qui serait compliqué par la présence des maladies. Ainsi peut-être l'analyse optimale pour examiner un composé de candidat pourrait prendre par exemple cinq mois et se produire à entre 20 et 25 mois d'âge chez une souris. Je pense juste fort, il n'ai pas besoin d'être avec précision de cette façon.

TP : Le but est de réduire le laps de temps qui est nécessaire pour évaluer si une certaine approche expérimentale, y compris une certaine manipulation de drogue ou une manipulation génétique, affecte le vieillissement. Nous devons trouver les biomarkers qui changent de manière significative sur une base mensuelle de sorte qu'en quelques mois nous puissions savoir si une drogue fonctionne.

LE RW : Et nous saurons également s'il travaille sur une base tissu-spécifique, et c'est un point critique. Nous pourrons savoir très bientôt que des systèmes -sont réglé ou vers le bas-réglés dans chacun des tissus lesquels nous regardons et pourrons déterminer lesquels de ceux sont partagés parmi des tissus.

TP : Notre but en ce moment, que nous pensons devrait être la priorité, est d'examiner trois ou quatre tissus postmitotic et de rechercher les changements de l'expression du gène qui sont partagés parmi des tissus concernant le vieillissement. Nous postulons que ces changements pourraient être causaux, et qu'ils indiqueront donc les mécanismes de base du vieillissement.

LEF : Pouvez-vous faire des prévisions au sujet combien le noyau, les changements causaux de l'expression du gène là pourrait être ?

LE RW : Une réponse à cette question a réellement besoin de l'analyse des tissus multiples, ainsi la réponse devrait venir en quelques mois.