This is a painting from the 16th century from Lucas Cranach the Elder. It shows the famous Fountain of Youth. If you drink its water or you bathe in it, you will get health and youth. Every culture, every civilization has dreamed of finding eternal youth. There are people like Alexander the Great or Ponce De León, the explorer, who spent much of their life chasing the Fountain of Youth. They didn't find it. But what if there was something to it? What if there was something to this Fountain of Youth?
Це картина 16-го ст. авторства Лукаса Кранаха старшого. На ній зображено знаменитий Фонтан молодості. Якщо вип'єте з нього чи приймете купіль, станете здоровими та молодими. Кожна культура, кожна цивілізація мріяла про віднайдення вічної молодості. Люди, такі як Олександр Великий чи мандрівник Понсе де Леон, проводили значну частину свого життя у пошуках Фонтану молодості. Та не знаходили його. А що коли в цьому є прихована істина? Що коли щось є прообразом цього Фонтану молодості?
I will share an absolutely amazing development in aging research that could revolutionize the way we think about aging and how we may treat age-related diseases in the future. It started with experiments that showed, in a recent number of studies about growing, that animals -- old mice -- that share a blood supply with young mice can get rejuvenated. This is similar to what you might see in humans, in Siamese twins, and I know this sounds a bit creepy. But what Tom Rando, a stem-cell researcher, reported in 2007, was that old muscle from a mouse can be rejuvenated if it's exposed to young blood through common circulation. This was reproduced by Amy Wagers at Harvard a few years later, and others then showed that similar rejuvenating effects could be observed in the pancreas, the liver and the heart. But what I'm most excited about, and several other labs as well, is that this may even apply to the brain.
Поділюся з вами абсолютно дивовижним дослідженням у галузі старіння, що може повністю змінити те, як ми мислимо про старіння та як у майбутньому ми зможемо лікувати хвороби, пов'язані з віком. Все почалося з експериментів, що показали, у недавніх дослідженнях старіння, що тварини, старі миші, чия кровоносна система з'єднана з молодими мишами, можуть омолоджуватись. Це схоже до того, що ми спостерігаємо у людей, у сіамських близнюків, знаю, це звучить дещо моторошно. Та у 2007 році Том Рендо, дослідник стовбурових клітин, повідомив, що старі м'язи мишей можуть омолоджуватись, якщо їх піддають дії крові молодих мишей через систему кровообігу. Емі Вейґерс відтворила це в Гарварді декількома роками опісля, інші дослідження показали, що схожий омолоджувальний ефект спостерігається у підшлунковій залозі, печінці та серці. Та мене, як і деяких інших дослідників, найбільше вражає те, що подібні ефекти можуть спостерігатися навіть щодо мозку.
So, what we found is that an old mouse exposed to a young environment in this model called parabiosis, shows a younger brain -- and a brain that functions better. And I repeat: an old mouse that gets young blood through shared circulation looks younger and functions younger in its brain. So when we get older -- we can look at different aspects of human cognition, and you can see on this slide here, we can look at reasoning, verbal ability and so forth. And up to around age 50 or 60, these functions are all intact, and as I look at the young audience here in the room, we're all still fine.
Отже, ми встановили, що в старої миші, під дією молодшого довкілля у моделі що зветься "парабіозис", спостерігається молодший мозок - мозок, який краще працює. Повторюю: стара миша, що отримує молоду кров через спільний кровообіг, виглядає молодшою, а її мозок працює, як мозок молодої миші. Отже, коли ми старіємо, ми можемо дивитися на різні аспекти людської свідомості, і, як бачимо на цьому слайді, можемо дивитися на мислення, словесні здібності та інше. Аж до віку 50-60 років ці здібності не порушені, я дивлюся на молодшу частину аудиторії, і бачу - ви цілком в порядку.
(Laughter)
(Сміх)
But it's scary to see how all these curves go south. And as we get older, diseases such as Alzheimer's and others may develop. We know that with age, the connections between neurons -- the way neurons talk to each other, the synapses -- they start to deteriorate; neurons die, the brain starts to shrink, and there's an increased susceptibility for these neurodegenerative diseases.
Та це страшнувато - бачити, як всі ці показники йдуть на спад. І коли ми старіємо, розвиваються хвороби, як-от хвороба Альцгеймера та інші. Ми знаємо, що з віком зв'язки між нейронами - спосіб, у який нейрони взаємодіють, синапси - погіршуються. Нейрони вмирають, мозок починає скорочуватись, збільшується вразливість щодо цих нейродегенеративних захворювань.
One big problem we have -- to try to understand how this really works at a very molecular mechanistic level -- is that we can't study the brains in detail, in living people. We can do cognitive tests, we can do imaging -- all kinds of sophisticated testing. But we usually have to wait until the person dies to get the brain and look at how it really changed through age or in a disease. This is what neuropathologists do, for example. So, how about we think of the brain as being part of the larger organism. Could we potentially understand more about what happens in the brain at the molecular level if we see the brain as part of the entire body? So if the body ages or gets sick, does that affect the brain? And vice versa: as the brain gets older, does that influence the rest of the body? And what connects all the different tissues in the body is blood. Blood is the tissue that not only carries cells that transport oxygen, for example, the red blood cells, or fights infectious diseases, but it also carries messenger molecules, hormone-like factors that transport information from one cell to another, from one tissue to another, including the brain. So if we look at how the blood changes in disease or age, can we learn something about the brain? We know that as we get older, the blood changes as well, so these hormone-like factors change as we get older. And by and large, factors that we know are required for the development of tissues, for the maintenance of tissues -- they start to decrease as we get older, while factors involved in repair, in injury and in inflammation -- they increase as we get older.
У нас є одна велика задача - поки намагаємось зрозуміти, як це працює на молекулярному, механічному рівні - ми не можемо вивчати мозок деталізовано, на живих людях. Ми можемо проводити когнітивні тести, тести на візуалізацію - різні типи складних тестів. Та зазвичай ми змушені чекати, поки людина помре, щоб взяти мозок та дослідити, як насправді він змінився внаслідок старіння чи хвороби. Це, до прикладу, те, що роблять невропатологи. Погляньмо на мозок, як на частину більшого організму. Чи могли б ми зрозуміти потенційно більше про те, що відбувається в мозку на молекулярному рівні, якби ми бачили мозок як частину цілого тіла? Отже, якщо тіло старіє чи хворіє, чи це впливає на мозок? І навпаки: коли мозок старіє, чи це впливає на решту тіла? Різноманітні тканини тіла поєднує одна речовина - кров. Кров не тільки містить клітини, що транспортують кисень, наприклад, червоні кров'яні тільця, чи бореться з інфекційними захворюваннями, а й містить молекули повідомлень, подібні до гормонів сполуки, що транспортують інформацію від одної клітини до іншої, від одного органу до іншого, зокрема до мозку. Отже, якщо ми подивимось, як змінюється кров під час хвороби чи старіння, чи дізнаємось ми щось про мозок? Ми знаємо, що коли ми старіємо, наша кров також змінюється, отже, ці гормоноподібні фактори змінюються під час старіння. Також змінюються фактори, які, як ми знаємо, необхідні для розвитку органів, для обслуговування органів - їхня кількість зменшується з віком, тим часом як фактори, що відповідають за відновлення, травми, запалення - ці фактори з віком зростають.
So there's this unbalance of good and bad factors, if you will. And to illustrate what we can do potentially with that, I want to talk you through an experiment that we did. We had almost 300 blood samples from healthy human beings 20 to 89 years of age, and we measured over 100 of these communication factors, these hormone-like proteins that transport information between tissues. And what we noticed first is that between the youngest and the oldest group, about half the factors changed significantly. So our body lives in a very different environment as we get older, when it comes to these factors. And using statistical or bioinformatics programs, we could try to discover those factors that best predict age -- in a way, back-calculate the relative age of a person. And the way this looks is shown in this graph. So, on the one axis you see the actual age a person lived, the chronological age. So, how many years they lived.
Отже, існує дисбаланс добрих та поганих факторів, так би мовити. Щоб проілюструвати, як потенційно ми можемо це використати, я хотів би розповісти вам про експеримент, який ми провели. У нас було близько 300 зразків крові здорових людей віком від 20 до 89 років, і ми виміряли понад 100 цих комунікаційних факторів, цих гормоноподібних протеїнів, що транспортують інформацію між органами. І ми відразу помітили, що між наймолодшою та найстарішою групами близько половини факторів значно змінилися. Отже, в старшому віці наше тіло живе в зовсім іншому середовищі, коли йдеться про ці фактори. Використовуючи статистичні та біоінформатичні програми, ми спробували визначити ті фактори, що найкраще визначають вік - і таким чином вирахувати відносний вік людей. Як це виглядало, ви бачите на цьому графіку. Отже, вісь X - це значення, скільки людина прожила, хронологічний вік. Отже, скільки років вони прожили.
And then we take these top factors that I showed you, and we calculate their relative age, their biological age. And what you see is that there is a pretty good correlation, so we can pretty well predict the relative age of a person. But what's really exciting are the outliers, as they so often are in life. You can see here, the person I highlighted with the green dot is about 70 years of age but seems to have a biological age, if what we're doing here is really true, of only about 45. So is this a person that actually looks much younger than their age? But more importantly: Is this a person who is maybe at a reduced risk to develop an age-related disease and will have a long life -- will live to 100 or more? On the other hand, the person here, highlighted with the red dot, is not even 40, but has a biological age of 65. Is this a person at an increased risk of developing an age-related disease? So in our lab, we're trying to understand these factors better, and many other groups are trying to understand, what are the true aging factors, and can we learn something about them to possibly predict age-related diseases?
Тоді ми взяли ці найголовніші фактори, які я вам показував, і вирахували їхній відносний вік, їхній біологічний вік. І як ви бачите, існує досить явна кореляція, отже, ми можемо досить точно передбачити відносний вік людини. Але найбільше вражають останці, які часто зустрічаються в житті. Ви бачите, людина, позначена зеленою крапкою, її вік - близько 70 років, та схоже, що її біологічний вік, якщо те що ми робимо має сенс, всього лише 45 років. Чи ця людина насправді виглядає молодше свого віку? І що важливіше, чи це людина, яка можливо має зменшений ризик захворіти на пов'язану з віком хворобу і матиме довге життя - житиме до 100 років чи й більше? З іншого боку, ось ця людина, позначена червоною крапкою, їй навіть не 40, проте її біологічний вік - 65 років. Можливо, ця людина має збільшений ризик захворіти на пов'язану з віком хворобу? Отже, в нашій лабораторії, ми намагаємось краще зрозуміти ці фактори, багато інших груп намагаються зрозуміти, якими є справжні фактори старіння, чи можемо ми вивчити їх достатньо, щоб передбачати хвороби пов'язані з віком?
So what I've shown you so far is simply correlational, right? You can just say, "Well, these factors change with age," but you don't really know if they do something about aging. So what I'm going to show you now is very remarkable and it suggests that these factors can actually modulate the age of a tissue. And that's where we come back to this model called parabiosis.
Отже, те що я показав вам досі, це просто кореляції, правда? Ви скажете: "Гаразд, ці фактори впливають на вік, але ми насправді не знаємо, чи вони змінюють щось у процесі старіння". Отже, я покажу вам щось справді дивовижне, що свідчить про те, що ці фактори можуть насправді змінювати вік органів. Тут ми повертаємось до моделі, що зветься "парабіозис".
So, parabiosis is done in mice by surgically connecting the two mice together, and that leads then to a shared blood system, where we can now ask, "How does the old brain get influenced by exposure to the young blood?" And for this purpose, we use young mice that are an equivalency of 20-year-old people, and old mice that are roughly 65 years old in human years.
Отже, парабіозис відтворений на мишах шляхом хірургічного з'єднання двох мишей, що призвело до об'єднання систем кровообігу, і тут ви спитаєте: "Яким чином старіший мозок опиняється під впливом молодшої крові?" Для цієї мети ми використовуємо молоду мишу, яка є еквівалентом 20-річної людини, та стару мишу, приблизно 65 років людського віку.
What we found is quite remarkable. We find there are more neural stem cells that make new neurons in these old brains. There's an increased activity of the synapses, the connections between neurons. There are more genes expressed that are known to be involved in the formation of new memories. And there's less of this bad inflammation. But we observed that there are no cells entering the brains of these animals. So when we connect them, there are actually no cells going into the old brain, in this model. Instead, we've reasoned, then, that it must be the soluble factors, so we could collect simply the soluble fraction of blood which is called plasma, and inject either young plasma or old plasma into these mice, and we could reproduce these rejuvenating effects, but what we could also do now is we could do memory tests with mice.
І те, що ми взнали, вартує ваги. Ми дізналися, що збільшилась кількість нервових клітин, що створюють нові нейрони у старіших мізках. В них зросла активність синапсів, з'єднань між нейронами. Існує ще більше генів, що, за нашими даними, причетні до формування нової пам'яті. І там негативний вплив менший. Та ми спостерігаємо, що жодні клітини не потрапили у мізки цих тварин. Отже, коли ми з'єднуємо їх, в цій моделі не існує якихось клітин, що переходять у старіший мозок. Натомість, як ми вважаємо, мусять діяти якісь розчинні фактори, отже, ми зібрали розчин крові, що зветься "плазма", та вводили мишам молоду або стару плазму, і змогли відтворити ці омолоджувальні ефекти. Але тепер ми можемо робити ще дещо, ми можемо проводити на мишах перевірку пам'яті.
As mice get older, like us humans, they have memory problems. It's just harder to detect them, but I'll show you in a minute how we do that. But we wanted to take this one step further, one step closer to potentially being relevant to humans. What I'm showing you now are unpublished studies, where we used human plasma, young human plasma, and as a control, saline, and injected it into old mice, and asked, can we again rejuvenate these old mice? Can we make them smarter?
У старшому віці в мишей, як і в людей, з'являються проблеми з пам'яттю. Їх важче виявити, але за хвилину я покажу вам, як ми це робимо. Та ми хотіли б зробити ще один крок уперед, один крок у бік рішення, що стосуватиметься людей. Те, що ви тепер бачите, є неопублікованими дослідженнями, де ми використовуємо плазму людей, плазму молодих людей, і в якості контролю - розчин солі, вводимо це старій миші та ставимо запитання: чи це омолодить цю стару мишу? Чи це зробить її кмітливішою?
And to do this, we used a test. It's called a Barnes maze. This is a big table that has lots of holes in it, and there are guide marks around it, and there's a bright light, as on this stage here. The mice hate this and they try to escape, and find the single hole that you see pointed at with an arrow, where a tube is mounted underneath where they can escape and feel comfortable in a dark hole. So we teach them, over several days, to find this space on these cues in the space, and you can compare this for humans, to finding your car in a parking lot after a busy day of shopping.
І щоб відповісти, ми проводимо тест. Він зветься "лабіринт Барнса". Це великий стіл з багатьма дірками, навколо нього є вказівні знаки, і він яскраво освітлений, як ось ця сцена. Мишам це не подобається, вони намагаються втекти і знаходять одну дірку, яка тут відзначена стрілкою - там під столом приєднана труба, в яку вони можуть втекти і відчути себе у безпеці, в темній дірі. Отже ми вчимо їх, декілька днів, знаходити це місце, керуючись довколишніми підказками. Їх можна прирівняти до людей, що шукають на стоянці свою машину після цілого дня шопінгу.
(Laughter)
(Сміх)
Many of us have probably had some problems with that.
Мабуть багато з нас мали з цим проблему.
So, let's look at an old mouse here. This is an old mouse that has memory problems, as you'll notice in a moment. It just looks into every hole, but it didn't form this spacial map that would remind it where it was in the previous trial or the last day. In stark contrast, this mouse here is a sibling of the same age, but it was treated with young human plasma for three weeks, with small injections every three days. And as you noticed, it almost looks around, "Where am I?" -- and then walks straight to that hole and escapes. So, it could remember where that hole was.
Отже, погляньмо на цю стару мишу. Це стара миша, що має проблеми з пам'яттю, в чому ви за хвилину переконаєтесь. Вона просто зазирає у кожну дірку, але не формує просторової карти, яка б нагадала їй, де була ця дірка минулого разу чи вчора. І цілком протилежний приклад: ця миша є родичкою того ж віку, але їй вводили плазму молодих людей протягом трьох тижнів, малими дозами раз на три дні. І як ви помітили, вона майже озирається довкола: "Де я?", і тоді йде просто до тої дірки і ховається. Отже, вона змогла згадати, де була ця дірка.
So by all means, this old mouse seems to be rejuvenated -- it functions more like a younger mouse. And it also suggests that there is something not only in young mouse plasma, but in young human plasma that has the capacity to help this old brain. So to summarize, we find the old mouse, and its brain in particular, are malleable. They're not set in stone; we can actually change them. It can be rejuvenated. Young blood factors can reverse aging, and what I didn't show you -- in this model, the young mouse actually suffers from exposure to the old. So there are old-blood factors that can accelerate aging. And most importantly, humans may have similar factors, because we can take young human blood and have a similar effect. Old human blood, I didn't show you, does not have this effect; it does not make the mice younger.
Здається, що ця стара миша омолодилася: вона діє як молода миша. Це також передбачає, що є щось не тільки у плазмі молодої миші, але й у плазмі молодої людини, що має потенціал допомогти цьому старому мозку. Отже, підсумуймо: ми з'ясували, що стара миша та, зокрема, її мозок, сприйнятливі до змін. Вони не закам'яніли, насправді ми можемо їх міняти. Їх можна омолодити. Фактори молодої крові можуть спрямувати процес старіння у протилежному напрямі, і ще, я не показав вам - в дійсності, у цій моделі молода миша страждає від впливу старої миші. Отже, існують фактори старої крові, що можуть пришвидшити старіння. І найважливіше, люди також можуть мати такі фактори, тому що ми брали кров молодої людини і отримували подібний ефект. Я не показав вам, але кров старої людини не має такого ефекту, вона не робить мишу молодшою.
So, is this magic transferable to humans? We're running a small clinical study at Stanford, where we treat Alzheimer's patients with mild disease with a pint of plasma from young volunteers, 20-year-olds, and do this once a week for four weeks, and then we look at their brains with imaging. We test them cognitively, and we ask their caregivers for daily activities of living. What we hope is that there are some signs of improvement from this treatment. And if that's the case, that could give us hope that what I showed you works in mice might also work in humans.
Отже, чи це чудо можна перенести на людей? Ми проводимо у Стенфорді невелике клінічне дослідження, де лікуємо пацієнтів з хворобою Альцгеймера середньої важкості пінтою плазми, взятої у молодих 20-ти річних волонтерів, робимо це раз на тиждень, протягом чотирьох тижнів, після цього перевіряємо їхні мізки тестами на візуалізацію. Ми проводимо когнітивні тести, розпитуємо їхніх доглядачів про успіхи у повсякденному житті. Ми сподіваємось, що натрапимо на ознаки покращень внаслідок цього лікування. І якщо так станеться, це може дати нам надію що те, що, як я вам показав, спрацьовує для мишей, може спрацювати також для людей.
Now, I don't think we will live forever. But maybe we discovered that the Fountain of Youth is actually within us, and it has just dried out. And if we can turn it back on a little bit, maybe we can find the factors that are mediating these effects, we can produce these factors synthetically and we can treat diseases of aging, such as Alzheimer's disease or other dementias.
Не думаю, що ми можемо жити вічно. Та все ж, можливо, ми відкрили, що Фонтан молодості насправді є в нас самих, і що він всього лише висох. І якщо ми можемо ненадовго увімкнути його знову, можливо, ми зможемо віднайти фактори, що є посередниками у цих процесах, ми зможемо синтезувати ці фактори і зможемо лікувати хвороби старості, такі як хвороба Альцгеймера чи інші випадки слабоумства.
Thank you very much.
Дуже вам дякую.
(Applause)
(Оплески)