Gero

Компания

width=200px

Российский стартап Gero, резидент Фонда «Сколково», использует большие данные, машинное обучение и методы из физики для разработки лекарств против старения и создания алгоритмов оценки возрастных рисков.

История

2019: Использование больших данных для эксперимента продления биологического возраста червей-нематод

22 мая 2019 года Фонд «Сколково» сообщил, что его резидент - компания GERO, Сколковский институт науки и технологий (Сколтех), МФТИ и Университет медицинских наук Арканзаса нашли способ повторно использовать большие данные о работе генов червей. Исследователи выяснили, что старение нематод — это частично запрограммированный процесс, в который можно вмешаться с помощью лекарств из аптеки.

Одно из самых изученных живых существ на планете — почвенная нематода С. elegance. Ее геном секвенировали первым среди многоклеточных, а каждая из порядка тысячи клеток описана биологами. Черви-нематоды живут недолго, всего 15-25 дней, поэтому на них удобно изучать старение многоклеточного организма.

Международная команда исследователей под руководством основателя GERO Петра Федичева сравнила, как работают гены обычных червей и червей-долгожителей в течение жизни. Во время эксперимента нематодам радикально продлевали жизнь с помощью различных генетических манипуляций. С помощью методов машинного обучения исследователям удалось объединить полученные результаты с уже опубликованными данными более ранних экспериментов: стоимость получившегося датасета, названного учеными MetaWorm, близится к десятку миллионов долларов. Анализ набора данных позволил выявить универсальные закономерности процесса старения нематод.

Петр Федичев, основатель компании GERO сказал:

«
Больше всего мы беспокоились, что процессы старения у червя, живущего в 10 раз дольше, 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.
Петр Федичев, основатель компании GERO
»

Оказалось, 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 этого процесса.

Исследователи предположили, что аналогичного эффекта можно достичь с помощью препаратов, не прибегая к вмешательствам на генетическом уровне. Для подтверждения гипотезы ученые обратились к базе Connectivity Map (CMAP) of Broad Institute of MIT and Harvard, которая содержит информацию о влиянии практически всех существующих лекарств на работу генов клеток человека. Среди них искали те, что изменяют активность генов человеческих клеток таким образом, чтобы максимально компенсировать возрастные изменения.

Из 1309 лекарств, входящих в базу CMAP, ученые отобрали десять. Эффект четырех препаратов из этого списка на продолжительность жизни никогда ранее не изучали. Эксперимент показал, что все они в той или иной степени замедляют старение нематод: самый сильный препарат продлевал жизнь червя на 30%.

Андрей Тархов, научный сотрудник компании GERO, аспирант Сколковского института науки и технологий сообщил:

«
Мы сделали сразу несколько открытий, имеющих практическое значение для борьбы со старением человека. Во-первых, обнаружили, что старение червей отчасти запрограммировано и эта программа поддается коррекции с помощью лекарств. Есть вероятность, что это верно и для других многоклеточных, вплоть до человека. Во-вторых, предложили иной способ поиска веществ, продлевающих жизнь. Традиционно их ищут при помощи скрининга больших баз химических соединений. Это трудоемкая процедура, а нужный эффект можно пропустить в силу неудачного стечения обстоятельств. Например, неправильного подбора дозы. Наш метод позволяет прицельно искать вещества с нужным действием, в том числе среди лекарств, которые уже присутствуют на рынке и могут быть относительно просто введены в практику как средства от старения.
Андрей Тархов, научный сотрудник компании GERO, аспирант Сколковского института науки и технологий
»

Роберт Шмуклер Рис, руководитель исследования со стороны Университета медицинских наук Арканзаса отметил:

«
В более ранних исследованиях фармакологически активных веществ было показано, что шанс обнаружить соединение, продлевающее жизнь нематоды C. elegans, меньше 1 из 20. Наш результат разительно отличается: 4 из 4 экспериментально протестированных лекарств продлили жизнь нематодам, несмотря на то, что ни одно из них ранее не изучалось в контексте старения — мы отобрали их исключительно на основе действия против возрастных изменений активности генов. Это на редкость убедительное доказательство эволюционной консервативности профиля активности генов, участвующих в процессе старения: он сохраняется от нематод до человека и, вероятно, крайне схож у всех животных.
Роберт Шмуклер Рис, руководитель исследования со стороны Университета медицинских наук Арканзаса
»

Ученым уже удавалось увеличить продолжительность жизни почвенной нематоды C. elegance в рекордные для животных 10 раз с помощью мутации всего в одном гене. Но оставалось загадкой, как такое вмешательство влияет на процесс развития и старения организма, и можно ли имитировать его с помощью лекарств, которые смогут принимать люди.

Вероника Аксенова, проектный менеджер Кластера биомедицинских технологий Фонда «Сколково» прокомментировала:

«
GERO - одна из лидирующих компаний биомедицинского кластера в области изучения молекулярных механизмов старения. Изучая фундаментальные принципы старения многоклеточных организмов, компания также прикладывает усилия к выводу на рынок практических решений, которые могли бы быть использованы для улучшения качества и продолжительности жизни пациентов. Данная статья подчеркивает актуальность изучаемой проблемы со стороны научного сообщества, а также позволяет надеяться на приближение компании к созданию лекарственного препарата, способного корректировать биологический возраст.
Вероника Аксенова, проектный менеджер Кластера биомедицинских технологий Фонда «Сколково»
»