67歲的尼爾·巴茲萊醫生看起來和10年前差不多模樣(也許甚至更年輕)。兩張照片放一起很明顯,而且大多數認識他的人也這么說。巴茲萊的生活方式很健康。他每天鍛煉,健康飲食,間歇性禁食。
他還服用了長達10年的抗糖尿病藥物二甲雙胍。他從未被診斷患有糖尿病或前驅糖尿病(二甲雙胍得到批準的適用癥),服用此藥屬于超藥品說明書用藥。
“我們知道它可以針對衰老,”巴茲萊說,他是阿爾伯特·愛因斯坦醫學院的醫學和遺傳學教授,也是美國衰老研究聯合會(American Federation for Aging Research)的主任。
“服用二甲雙胍的人幾乎每一種癌癥的發病率都降低了30%。它能延緩認知衰退。即使是肥胖的、有更多基礎病的糖尿病患者,如果服用了二甲雙胍,死亡率也比沒有服用二甲雙胍的非糖尿病患者低。”
他的說法在許多研究中都得到了證實。總的來說,這種安全、超級便宜、有幾十年歷史的藥物不僅能治療糖尿病,而且似乎還能延緩老年慢性病發病、縮短病程,延長老年學科學家所說的“健康壽命”。
在學術研究人員和生物技術初創公司正在探索的能減緩、停止甚至逆轉衰老的眾多藥物中,二甲雙胍只是其中一種,其他還包括一些已經應用的藥物和一些新藥。
什么是衰老
隨著年齡的增長,人體內發生了各種各樣的進程,其中一些使我們更容易罹患與年老息息相關的疾病:癌癥、老年癡呆、心臟病、中風、黃斑變性,等等。
長壽研究領域的醫生和科學家正在試圖確定,在上述進程中,哪一個進程是出現整體衰老和健康衰退的最顯著標志,如何針對這一進程進行靶向用藥,就像其他藥物作用于特定疾病一樣。
“我們可以針對衰老。”巴茲萊說,“我們可以推遲衰老。在某些情況下,我們可以停止甚至逆轉衰老。在以前的某一刻,我們看到了逆轉衰老的希望。后來,我們把這種希望變成了前景。現在,我們要把前景變成現實。這就是我們現在所處的階段。”
瞄準不死細胞
數十家生物技術公司希望通過一類名為senolytics的藥物率先實現這一前景。Senolytics在治療某些疾病時,可以清除有毒、衰老、功能失調的細胞,只留下年輕、健康、功能良好的細胞。Senolytic Dasatinib (Sprycel)已獲美國食品及藥物管理局批準用于治療某些類型的慢性粒細胞白血病。
研究人員認為,senolytics可以不僅僅用于治療某種特定疾病,原因如下。
你的細胞在整個生命周期中會不斷復制分裂,產生健康的新細胞。當復制停止時,細胞就會死亡。但其中一些細胞即使停止了復制,也沒有如常死亡。這些不死的細胞被稱為衰老細胞,它們在附近逗留,釋放會傷害周圍健康細胞的有毒物質,就像一個壞蘋果毀掉一整箱蘋果一樣。
隨著年齡的增長,衰老的身體清除衰老細胞的效率會降低,衰老細胞因此不斷累積,尤其容易聚集在會出現黃斑變性等慢性疾病的部位。
Unity Biotechnology公司有一種名為UBX1325的senolytic藥物,正處于糖尿病性黃斑水腫(DME)和老年性黃斑變性(AMD)的2期臨床試驗中。在上述兩種疾病中,視網膜損傷都會導致視力喪失。
針對糖尿病性黃斑水腫患者的初步試驗結果表明,這種藥物可以清除眼睛中引發問題的衰老細胞,同時允許其余健康細胞修復并再生視網膜,使失去的視力得到恢復。
“大約需要8周的時間來發揮作用,服藥24周時,你可以看到組織結構已經發生了巨大的變化。”Unity首席執行官阿尼爾凡·高希博士說: “一些患者的視力得到了很大改善,視網膜結構也出現了很大的改善。”
盡管試驗結果好得令人難以置信,但視覺恢復并不是Unity或大多senolytics研發公司的最終目標。他們的想法是再開發一種對另一種退行性疾病有同樣療效的藥物,接著開發下一種藥物,持續不斷地開發,直到在理想情況下,研究人員知道如何制造一種可以清除所有衰老細胞的藥物,而不僅僅清理某種疾病背后的某一種衰老細胞。
“在不同人體組織中,衰老細胞的類型并不總是相同。我認為,下一步我們將針對特定疾病或該疾病的高風險人群開發組織特異性senolytics。”但他說,為了治療衰老,而不僅僅是治療某種疾病,“我們必須研發出一些可以清除不同組織類型中的衰老細胞的藥物。”這是長期目標。可能還有很長的路要走。
了解生物年齡
隨著僵尸細胞在衰老的身體中堆積,一旦它們的數量過多,造成了嚴重破壞時,DNA表面也會發生關鍵的變化。也就是所謂的表觀基因,表觀基因記錄著位于遺傳物質之上的蛋白質和化學物質的變化。
這些隨著時間的推移出現的變化是你一生中所處的環境、行為模式和接觸的物質共同作用的結果。想一想:污染、創傷、飲食、鍛煉和二手煙。它們不會改變你的DNA,但它們改變了你DNA的表達方式。曾經功能完美的基因可能會在生命的某個時刻變慢、加速、關閉或完全失控。任何調節異常都可能引發疾病或催生衰老的跡象和癥狀。
表觀遺傳變化就像唱片上的劃痕:你仍然可以聽到音樂,但它已經不是以前的樣子了。
在哈佛醫學院教授、分子遺傳學家戴維·辛克萊博士的帶領下,Tally Health已經將表觀遺傳學的方法直接帶給了消費者。該公司提供的一種臉頰拭子檢測,可以根據客戶的表觀遺傳而非出生年份來估算他們的生物年齡。
“生物年齡比生日蠟燭更能代表你的健康狀況。”辛克萊說,“生日蠟燭不會告訴你,你的健康狀況如何,更不會告訴你還能活多少年。”
Tally Health根據客戶的生理年齡為他們提供關于延緩衰老的個性化建議,因為就像辛克萊所說,“你的生物鐘不是單向的。”
目前,讓時光倒流的方法主要是改變生活方式。但是已經創立了幾家生物技術公司的辛克萊和其他人正在研發或許可以減緩或重啟生物鐘的藥物,使基因重新像年輕時一樣煥發生機。
辛克萊和他的合作者已經證明,在盲鼠的眼睛中,這是可能實現的。如果新生小鼠的視神經(將信息從視網膜傳遞到大腦的神經)受損,以后還能恢復。但年邁老鼠的視神經則無法復原了。
在辛克萊的實驗中,研究者破壞了老鼠的視神經,使它們失明。眼睛的嚴重損傷引起了類似于小鼠老年變化的表觀基因變化。然后,研究者向小鼠的視神經中注入了含有某種特殊成分的基因,他們期望這些成分可以重新編寫基因,使基因像年輕時一樣表達。
這種治療逆轉了小鼠眼睛中與年齡相關的表觀遺傳變化,拯救了小鼠的視網膜細胞,使神經元得以再生。此后,辛克萊及同事先后糾正了肌肉和腎臟組織中類似的與年齡相關的表觀遺傳變化。其他研究人員也已成功利用這項技術延長了小鼠的整體壽命。辛克萊希望于近幾個月公布他在靈長類動物身上對這一概念的測試研究結果。
當然,抹掉時間在我們的表觀遺傳記錄上留下的痕跡才是至高無上的圣杯。辛克萊說,這一天即將到來。
“通過這種方式重置人體是另一回事。”他說,“我們是不是有一天能讓自己年輕20歲?我看不出有什么不可能實現的理由。只是時間問題。”
治療衰老的藥物
但是,一些可以同時降低多種老年病風險的藥物、也許還可以從整體上治療衰老的藥物,可能已經在藥店的貨架上了。
雷帕霉素是一種雷帕霉素靶蛋白(mTOR)抑制劑,于1991年獲得美國食品和藥物管理局批準用作免疫抑制劑,可用于防止器官移植受者排斥新器官。通過關閉mTOR蛋白,它可以阻止免疫系統細胞復制以防止其攻擊捐贈器官。
“但在迄今為止研究的每一個物種中——酵母、蠕蟲、蒼蠅、老鼠——當它們注入了雷帕霉素時,健康期和壽命都延長了。Tornado Therapeutics首席執行官、醫學博士瓊·曼尼克說:“沒有其他治療方法能達到這種效果。”
曼尼克和其他mTOR研究人員認為,在人體衰老伴隨出現的其他有害進程中,mTOR蛋白可能也開始失靈。在健康的年輕人中,當我們進食時,支持細胞生長的mTOR是活躍的。這對生長、發育和繁殖至關重要。當我們禁食時,比如在夜間,mTOR是不活躍的,從而給細胞時間修復。
順便說一句,曼尼克說,這可能是間歇性禁食能給健康帶來這么多好處的原因之一,因為它阻斷了mTOR,給細胞更多的修復時間。
隨著我們年齡的增長,mTOR可能會一直保持活躍,為可以引發癌癥的失控細胞的生長打開了大門,并關閉了細胞修復的大門。老年人體內低劑量的雷帕霉素(一種mTOR抑制劑)似乎能使mTOR活性恢復到年輕時的狀態:需要時激活,不需要時關閉。
“當他們注入雷帕霉素時,他們因衰老已經受損的免疫系統開始更好地發揮作用。”曼尼克說,“有研究表明,如果能讓免疫系統恢復活力,可以讓許多其他器官系統更好地發揮功效。但我們需要有力的安慰劑對照臨床試驗來明確劑量,確定它能改善哪些癥狀,哪些人的反應最好。”
為了進行這項研究,Tornado Therapeutics從諾華制藥(Novartis)獲取了一系列雷帕霉素及其類似物,研究將其用作治療衰老的藥物。曼尼克和包括Cambrian Bio在內的Tornado Therapeutics的投資者認為,它如果能延長每一種暴露于其中的植物和動物的壽命,或許也可以延長人類的壽命。
“我認為未來5到10年,美國食品和藥物管理局將批準第一種針對衰老生物學的藥物。”曼尼克說,“很可能會是對某種老年病有益的新藥,這將是我們向更廣闊的扛衰老藥物研發領域邁出的第一步。”
II型糖尿病是一種與年齡有關的疾病。大量研究表明,美國食品和藥物管理局批準的治療藥物二甲雙胍或許還可以降低癌癥、心臟病、中風、老年癡呆或因為任何其他原因(包括新冠)死亡的風險。
研究人員猜測,二甲雙胍的好處在于它能控制血糖,減輕從出生以來持續氧化應激對身體產生的影響,保護心血管功能。也就是說,隨著我們年齡的增長,它可以滿足的需求或許越來越多。
當然,絕大多數關于二甲雙胍有效作用的數據來自糖尿病患者。目前大量臨床試驗正在研究它對非糖尿病患者的特定疾病的作用。但是像巴茲萊這樣的長壽研究人員想要向美國食品和藥物管理局證明,它并不一定要用于特定的疾病。老年人應該只是為了阻止變老而服用二甲雙胍。
巴茲萊的TAME(二甲雙胍抗衰靶向)試驗將持續6年,旨在證明65至79歲之間的任何人都可以通過二甲雙胍延長他們的健康壽命。
他說:“我們正在將二甲雙胍作為一種工具,向美國食品和藥物管理局證明衰老本身是可以被針對性治療的。”
以健康壽命為目標
無論哪種藥物將成為治療衰老的第一種處方藥,該領域的研究人員都傾向于認為它很快就會面世。研究人員預計,這種藥不僅可以改善和延長普通老年人的壽命,還可以改善患慢性病和早死風險更高的人群的壽命:兒童癌癥幸存者、艾滋病毒感染者和生活貧困的人。
研究人員預測,如果每個人的健康壽命都能延長,影響將是巨大的。經濟學家安德魯·斯科特計算出,如果能減緩衰老,使預期壽命延長一年,帶來的價值將高達38萬億美元。預期壽命增長10年的價值是367萬億美元。
“這是因為隨著預期壽命的增加,我們不用在醫院里花那么多時間,我們也不會生病。”巴茲萊說,“我們去購物,我們去旅行,我們參與到社會活動中。我們在生活。這正是我們想要的。”(財富中文網)
譯者:Agatha
67歲的尼爾·巴茲萊醫生看起來和10年前差不多模樣(也許甚至更年輕)。兩張照片放一起很明顯,而且大多數認識他的人也這么說。巴茲萊的生活方式很健康。他每天鍛煉,健康飲食,間歇性禁食。
他還服用了長達10年的抗糖尿病藥物二甲雙胍。他從未被診斷患有糖尿病或前驅糖尿病(二甲雙胍得到批準的適用癥),服用此藥屬于超藥品說明書用藥。
“我們知道它可以針對衰老,”巴茲萊說,他是阿爾伯特·愛因斯坦醫學院的醫學和遺傳學教授,也是美國衰老研究聯合會(American Federation for Aging Research)的主任。
“服用二甲雙胍的人幾乎每一種癌癥的發病率都降低了30%。它能延緩認知衰退。即使是肥胖的、有更多基礎病的糖尿病患者,如果服用了二甲雙胍,死亡率也比沒有服用二甲雙胍的非糖尿病患者低。”
他的說法在許多研究中都得到了證實。總的來說,這種安全、超級便宜、有幾十年歷史的藥物不僅能治療糖尿病,而且似乎還能延緩老年慢性病發病、縮短病程,延長老年學科學家所說的“健康壽命”。
在學術研究人員和生物技術初創公司正在探索的能減緩、停止甚至逆轉衰老的眾多藥物中,二甲雙胍只是其中一種,其他還包括一些已經應用的藥物和一些新藥。
什么是衰老
隨著年齡的增長,人體內發生了各種各樣的進程,其中一些使我們更容易罹患與年老息息相關的疾病:癌癥、老年癡呆、心臟病、中風、黃斑變性,等等。
長壽研究領域的醫生和科學家正在試圖確定,在上述進程中,哪一個進程是出現整體衰老和健康衰退的最顯著標志,如何針對這一進程進行靶向用藥,就像其他藥物作用于特定疾病一樣。
“我們可以針對衰老。”巴茲萊說,“我們可以推遲衰老。在某些情況下,我們可以停止甚至逆轉衰老。在以前的某一刻,我們看到了逆轉衰老的希望。后來,我們把這種希望變成了前景。現在,我們要把前景變成現實。這就是我們現在所處的階段。”
瞄準不死細胞
數十家生物技術公司希望通過一類名為senolytics的藥物率先實現這一前景。Senolytics在治療某些疾病時,可以清除有毒、衰老、功能失調的細胞,只留下年輕、健康、功能良好的細胞。Senolytic Dasatinib (Sprycel)已獲美國食品及藥物管理局批準用于治療某些類型的慢性粒細胞白血病。
研究人員認為,senolytics可以不僅僅用于治療某種特定疾病,原因如下。
你的細胞在整個生命周期中會不斷復制分裂,產生健康的新細胞。當復制停止時,細胞就會死亡。但其中一些細胞即使停止了復制,也沒有如常死亡。這些不死的細胞被稱為衰老細胞,它們在附近逗留,釋放會傷害周圍健康細胞的有毒物質,就像一個壞蘋果毀掉一整箱蘋果一樣。
隨著年齡的增長,衰老的身體清除衰老細胞的效率會降低,衰老細胞因此不斷累積,尤其容易聚集在會出現黃斑變性等慢性疾病的部位。
Unity Biotechnology公司有一種名為UBX1325的senolytic藥物,正處于糖尿病性黃斑水腫(DME)和老年性黃斑變性(AMD)的2期臨床試驗中。在上述兩種疾病中,視網膜損傷都會導致視力喪失。
針對糖尿病性黃斑水腫患者的初步試驗結果表明,這種藥物可以清除眼睛中引發問題的衰老細胞,同時允許其余健康細胞修復并再生視網膜,使失去的視力得到恢復。
“大約需要8周的時間來發揮作用,服藥24周時,你可以看到組織結構已經發生了巨大的變化。”Unity首席執行官阿尼爾凡·高希博士說: “一些患者的視力得到了很大改善,視網膜結構也出現了很大的改善。”
盡管試驗結果好得令人難以置信,但視覺恢復并不是Unity或大多senolytics研發公司的最終目標。他們的想法是再開發一種對另一種退行性疾病有同樣療效的藥物,接著開發下一種藥物,持續不斷地開發,直到在理想情況下,研究人員知道如何制造一種可以清除所有衰老細胞的藥物,而不僅僅清理某種疾病背后的某一種衰老細胞。
“在不同人體組織中,衰老細胞的類型并不總是相同。我認為,下一步我們將針對特定疾病或該疾病的高風險人群開發組織特異性senolytics。”但他說,為了治療衰老,而不僅僅是治療某種疾病,“我們必須研發出一些可以清除不同組織類型中的衰老細胞的藥物。”這是長期目標。可能還有很長的路要走。
了解生物年齡
隨著僵尸細胞在衰老的身體中堆積,一旦它們的數量過多,造成了嚴重破壞時,DNA表面也會發生關鍵的變化。也就是所謂的表觀基因,表觀基因記錄著位于遺傳物質之上的蛋白質和化學物質的變化。
這些隨著時間的推移出現的變化是你一生中所處的環境、行為模式和接觸的物質共同作用的結果。想一想:污染、創傷、飲食、鍛煉和二手煙。它們不會改變你的DNA,但它們改變了你DNA的表達方式。曾經功能完美的基因可能會在生命的某個時刻變慢、加速、關閉或完全失控。任何調節異常都可能引發疾病或催生衰老的跡象和癥狀。
表觀遺傳變化就像唱片上的劃痕:你仍然可以聽到音樂,但它已經不是以前的樣子了。
在哈佛醫學院教授、分子遺傳學家戴維·辛克萊博士的帶領下,Tally Health已經將表觀遺傳學的方法直接帶給了消費者。該公司提供的一種臉頰拭子檢測,可以根據客戶的表觀遺傳而非出生年份來估算他們的生物年齡。
“生物年齡比生日蠟燭更能代表你的健康狀況。”辛克萊說,“生日蠟燭不會告訴你,你的健康狀況如何,更不會告訴你還能活多少年。”
Tally Health根據客戶的生理年齡為他們提供關于延緩衰老的個性化建議,因為就像辛克萊所說,“你的生物鐘不是單向的。”
目前,讓時光倒流的方法主要是改變生活方式。但是已經創立了幾家生物技術公司的辛克萊和其他人正在研發或許可以減緩或重啟生物鐘的藥物,使基因重新像年輕時一樣煥發生機。
辛克萊和他的合作者已經證明,在盲鼠的眼睛中,這是可能實現的。如果新生小鼠的視神經(將信息從視網膜傳遞到大腦的神經)受損,以后還能恢復。但年邁老鼠的視神經則無法復原了。
在辛克萊的實驗中,研究者破壞了老鼠的視神經,使它們失明。眼睛的嚴重損傷引起了類似于小鼠老年變化的表觀基因變化。然后,研究者向小鼠的視神經中注入了含有某種特殊成分的基因,他們期望這些成分可以重新編寫基因,使基因像年輕時一樣表達。
這種治療逆轉了小鼠眼睛中與年齡相關的表觀遺傳變化,拯救了小鼠的視網膜細胞,使神經元得以再生。此后,辛克萊及同事先后糾正了肌肉和腎臟組織中類似的與年齡相關的表觀遺傳變化。其他研究人員也已成功利用這項技術延長了小鼠的整體壽命。辛克萊希望于近幾個月公布他在靈長類動物身上對這一概念的測試研究結果。
當然,抹掉時間在我們的表觀遺傳記錄上留下的痕跡才是至高無上的圣杯。辛克萊說,這一天即將到來。
“通過這種方式重置人體是另一回事。”他說,“我們是不是有一天能讓自己年輕20歲?我看不出有什么不可能實現的理由。只是時間問題。”
治療衰老的藥物
但是,一些可以同時降低多種老年病風險的藥物、也許還可以從整體上治療衰老的藥物,可能已經在藥店的貨架上了。
雷帕霉素是一種雷帕霉素靶蛋白(mTOR)抑制劑,于1991年獲得美國食品和藥物管理局批準用作免疫抑制劑,可用于防止器官移植受者排斥新器官。通過關閉mTOR蛋白,它可以阻止免疫系統細胞復制以防止其攻擊捐贈器官。
“但在迄今為止研究的每一個物種中——酵母、蠕蟲、蒼蠅、老鼠——當它們注入了雷帕霉素時,健康期和壽命都延長了。Tornado Therapeutics首席執行官、醫學博士瓊·曼尼克說:“沒有其他治療方法能達到這種效果。”
曼尼克和其他mTOR研究人員認為,在人體衰老伴隨出現的其他有害進程中,mTOR蛋白可能也開始失靈。在健康的年輕人中,當我們進食時,支持細胞生長的mTOR是活躍的。這對生長、發育和繁殖至關重要。當我們禁食時,比如在夜間,mTOR是不活躍的,從而給細胞時間修復。
順便說一句,曼尼克說,這可能是間歇性禁食能給健康帶來這么多好處的原因之一,因為它阻斷了mTOR,給細胞更多的修復時間。
隨著我們年齡的增長,mTOR可能會一直保持活躍,為可以引發癌癥的失控細胞的生長打開了大門,并關閉了細胞修復的大門。老年人體內低劑量的雷帕霉素(一種mTOR抑制劑)似乎能使mTOR活性恢復到年輕時的狀態:需要時激活,不需要時關閉。
“當他們注入雷帕霉素時,他們因衰老已經受損的免疫系統開始更好地發揮作用。”曼尼克說,“有研究表明,如果能讓免疫系統恢復活力,可以讓許多其他器官系統更好地發揮功效。但我們需要有力的安慰劑對照臨床試驗來明確劑量,確定它能改善哪些癥狀,哪些人的反應最好。”
為了進行這項研究,Tornado Therapeutics從諾華制藥(Novartis)獲取了一系列雷帕霉素及其類似物,研究將其用作治療衰老的藥物。曼尼克和包括Cambrian Bio在內的Tornado Therapeutics的投資者認為,它如果能延長每一種暴露于其中的植物和動物的壽命,或許也可以延長人類的壽命。
“我認為未來5到10年,美國食品和藥物管理局將批準第一種針對衰老生物學的藥物。”曼尼克說,“很可能會是對某種老年病有益的新藥,這將是我們向更廣闊的扛衰老藥物研發領域邁出的第一步。”
II型糖尿病是一種與年齡有關的疾病。大量研究表明,美國食品和藥物管理局批準的治療藥物二甲雙胍或許還可以降低癌癥、心臟病、中風、老年癡呆或因為任何其他原因(包括新冠)死亡的風險。
研究人員猜測,二甲雙胍的好處在于它能控制血糖,減輕從出生以來持續氧化應激對身體產生的影響,保護心血管功能。也就是說,隨著我們年齡的增長,它可以滿足的需求或許越來越多。
當然,絕大多數關于二甲雙胍有效作用的數據來自糖尿病患者。目前大量臨床試驗正在研究它對非糖尿病患者的特定疾病的作用。但是像巴茲萊這樣的長壽研究人員想要向美國食品和藥物管理局證明,它并不一定要用于特定的疾病。老年人應該只是為了阻止變老而服用二甲雙胍。
巴茲萊的TAME(二甲雙胍抗衰靶向)試驗將持續6年,旨在證明65至79歲之間的任何人都可以通過二甲雙胍延長他們的健康壽命。
他說:“我們正在將二甲雙胍作為一種工具,向美國食品和藥物管理局證明衰老本身是可以被針對性治療的。”
以健康壽命為目標
無論哪種藥物將成為治療衰老的第一種處方藥,該領域的研究人員都傾向于認為它很快就會面世。研究人員預計,這種藥不僅可以改善和延長普通老年人的壽命,還可以改善患慢性病和早死風險更高的人群的壽命:兒童癌癥幸存者、艾滋病毒感染者和生活貧困的人。
研究人員預測,如果每個人的健康壽命都能延長,影響將是巨大的。經濟學家安德魯·斯科特計算出,如果能減緩衰老,使預期壽命延長一年,帶來的價值將高達38萬億美元。預期壽命增長10年的價值是367萬億美元。
“這是因為隨著預期壽命的增加,我們不用在醫院里花那么多時間,我們也不會生病。”巴茲萊說,“我們去購物,我們去旅行,我們參與到社會活動中。我們在生活。這正是我們想要的。”(財富中文網)
譯者:Agatha
At 67 years old, Dr. Nir Barzilai looks about the same as, if not younger than, he did 10 years ago. It’s apparent in side-by-side photographs, and it’s what most people who know him say. Barzilai lives a healthy lifestyle. He exercises every day, eats right, and practices intermittent fasting.
He’s also been taking the diabetes drug metformin off label for 10 years. He has never been diagnosed with diabetes or prediabetes—the conditions for which the drug is approved and prescribed—but takes it for a different off-label reason.
“We know that it targets aging,” said Barzilai, who is a professor of medicine and genetics at Albert Einstein College of Medicine and director of the American Federation for Aging Research.
“People on metformin have 30% lower rates of almost every kind of cancer. It delays cognitive decline. Even people with diabetes who are obese and have more disease to start with but are on metformin have lower mortality rates than people without diabetes who aren’t on the drug.”
What he says is born out in numerous studies. Overall, this safe, super-cheap, decades-old drug not only treats diabetes, but it also seems to delay and compress the years of chronic illness associated with the final stage of life and extend what geroscientists call the “healthspan.”
Metformin is just one of many medications, including other old ones and some brand new inventions, that academic researchers and biotech startups are exploring to slow, stop, or perhaps even reverse aging.
What is aging
All sorts of processes are happening in our bodies as we age. Some of which make us more vulnerable to the diseases most linked to old age: cancer, dementia, heart disease, stroke, macular degeneration and so forth.
Doctors and scientists in the longevity field are trying to determine which of those processes is the strongest hallmark of overall aging and declining health and how to target that process with a drug in the same way that current drugs target specific diseases.
“We can target aging,” Barzilai said. “We can delay it. And in several instances, we can stop and reverse it. At one point we had hope. Then we moved to promise. Now, we need to move to realize that promise. That’s where we are.”
Targeting undead cells
Dozens of biotechs want to be the first to realize that promise through drugs called senolytics. In certain diseases, these pharmaceuticals can clear out toxic, old, dysfunctional cells and leave only young, healthy, well functioning ones behind. Senolytic Dasatinib (Sprycel) is FDA-approved for certain types of chronic myelogenous leukemia.
Here’s why researchers think senolytics could do more than treat one specific disease.
Your cells constantly reproduce and divide throughout their lifespan to create new, healthy cells. When they stop doing this, they die. But with some cells, even though they’ve stopped reproducing, they don’t die off like they should. These undead cells, called senescent cells, stick around and give off toxic substances that can harm the healthy cells around them—like the one bad apple that spoils the whole bunch.
As you get older, your aging body becomes less efficient at clearing out senescent cells, so they accumulate, especially around the sites where chronic diseases develop, like macular degeneration.
Unity Biotechnology has a senolytic, dubbed UBX1325, in phase 2 clinical trials for diabetic macular edema (DME) and age-related macular degeneration (AMD). In both conditions, damage to the retina can lead to vision loss.
Preliminary findings in DME patients in the trial suggest that the drug clears out problem-causing senescent cells in the eye and allows the remaining healthy cells to repair and regenerate the retina and bring lost vision back.
“It takes about 8 weeks to kick in, and at 24 weeks, you can see that the tissue has dramatically remodeled,” said Anirvan Ghosh, PhD, Unity CEO. “We had patients who had big gains in vision and big improvements in retinal structure.”
As incredible as these results are, vision restoration isn’t the endgame for Unity or most any company invested in senolytics development. The idea is to develop another drug that will have this same effect on another progressive disease and another and another until, ideally, researchers can figure out how to make a drug that would clear out all senescent cells, not just the one type behind a certain disease.
“In different tissues, it’s not always the same cell type that becomes senescent. I think next we will have tissue-specific senolytics for a specific disease or if you’re high-risk for that disease.” But to target aging, rather than just individual diseases, he says, “We’d have to have something that clears these cells from multiple tissue types.” That’s the long-term goal. And it may still be a long road to get there.
Understanding biological age
While zombie cells build up in the aging body, wreaking havoc as their numbers grow, critical changes are taking place on the surface of DNA, too. That is, in the epigenome, a landscape of proteins and chemicals that sits atop your genetic material.
These changes over time are the result of your environment, behaviors and exposures throughout your lifetime. Think: pollution, trauma, diet, exercise, and secondhand smoke. They don’t change your DNA, but they change the way your DNA acts. Genes that once functioned perfectly may at some point in life slow down, speed up, shut off, or just go generally haywire. Any dysregulation can cause disease or the signs and symptoms of old age.
Epigenetic changes are like scratches on a record: You can still hear the music, but it’s not what it used to be.
Led by Harvard Medical School professor and molecular geneticist David Sinclair, PhD, Tally Health is already bringing epigenetic approaches to aging directly to consumers. The company offers a cheek swab test that estimates customers’ biological age—how old they seem based on their epigenetics rather than their birth year.
“Biological age is a much better representation of health status than birthday candles,” Sinclair says. “Birthday candles don’t tell you how well you’ve been living and they certainly don’t tell you how many years you’ve got left.”
Tally Health creates personalized recommendations based on customers’ biological age for how they might reduce that age because, as Sinclair points out, “Your biological clock is not unidirectional.”
For now, the means to turn back the clock are mostly lifestyle changes. But Sinclair, who has founded several biotechs, and others are researching and developing drugs that might slow or restart the clock so genes will act like they are young again.
Sinclair and his collaborators have shown that this is possible in the eyes of blind mice. In newborn mice, if the optic nerve – the nerve that carries messages from the retina to the brain—is damaged, it will recover. But in old mice, it can no longer heal.
In Sinclair’s lab, they crushed the optic nerves of mice to blind them. The serious injury to the eye caused epigenetic changes that resemble those that happen in old age. They then injected the nerves with genes that contained factors they expected would reprogram the genes to behave like they were young again.
The treatment reversed the age-related epigenetic changes in the eyes, rescued retinal cells, and led to regeneration of neurons. Since then, Sinclair and his colleagues have corrected similar age-related epigenetic changes in muscle and kidney tissue. Other researchers have successfully used the technique to extend the overall lifespan of mice. Sinclair expects to release results of his study which tests this concept in primates in a few months.
The holy grail, of course, is to erase the scratches that time puts on our own epigenetic records. Sinclair says that’s coming.
“Resetting the whole human body in this way is a different matter,” he says. “Are we one day going to be able to turn ourselves back 20 years? I don’t see any reason why that won’t be possible. It’s just a question of when.”
Drugs that treat aging
But some drugs that could lower risk for multiple age-related diseases at once and, perhaps, treat aging as a whole, might already be on the shelves of the pharmacy.
Rapamycin, an mTOR inhibitor, got FDA approval in 1991 as an immune suppressor that prevents organ recipients from rejecting a new organ. By shutting off the mTOR protein, it prevents immune system cells from proliferating to attack the donated organ.
“But in every species that’s been studied to date – yeast, worms, flies, mice – when they are given rapamycin, healthspan and lifespan are extended. No other therapeutic has that degree of validation,” says Joan Mannick, MD, CEO of Tornado Therapeutics.
Mannick and other mTOR researchers believe that, among the other deleterious processes of aging, mTOR proteins might start to malfunction, too. In a healthy, young person, mTOR, which supports cell growth, is active when we eat. That’s critical for growth, development and reproduction. When we fast, like during the night, mTOR is inactive, which allows for cell repair.
This, by the way, is probably one of the reasons intermittent fasting has so many health benefits, Mannick says, because it blocks mTOR and allows for more cell repair.
As we get older, mTOR may stay active all the time—opening the door to out-of-control cell growth that can lead to cancer and closing the door on cell repair. In older adults, low doses of rapamycin, an mTOR inhibitor, seem to set mTOR activity back to its youthful state: on when you need it, off when you don’t.
“When they get rapamycin, their immune systems, which have already been damaged by old age, start to function better,” Mannick says. “There’s research to suggest that when you rejuvenate the immune system, you make a lot of other organ systems function better. But we need well-powered, placebo-controlled clinical trials to find out the dose, what conditions it improves, and who responds best.”
To carry out that research, Tornado Therapeutics has acquired a portfolio of rapamycin derivatives, or “rapalogs,” from Novartis, which they are studying as treatments for aging. If it can increase the lifespan of every plant and animal that’s been exposed to it, Mannick and the company’s investors, such as Cambrian Bio, bet it might increase the human lifespan, too.
“I think in the next 5 to 10 years, FDA will have approved the first drug to target aging biology,” Mannick says. “It very well could be a new rapalog that is going to have benefits for an aging-related condition as our first step to a much broader aging medicine advance.”
Type 2 diabetes is an age-related condition. Numerous studies show that metformin, a drug that’s FDA-approved to treat it, may also lower risk for cancer, heart disease, stroke, dementia, or death for any other reason, including COVID-19.
The benefits, researchers suspect, are a result of metformin’s ability to control blood sugar, blunt the effects of a lifetime of oxidative stress on the body, and protect cardiovascular function. That is, it may meet a host of needs that grow greater as we age.
Of course, the overwhelming majority of data on metformin’s benefits comes from people with diabetes. Numerous clinical trials currently underway are looking at its effects on specific diseases in people who don’t have diabetes. But longevity researchers, like Barzilai, want to prove to the FDA that it doesn’t have to be taken for a specific disease. Older adults should simply take it for aging.
Barzilai’s TAME (Targeting Aging with Metformin) trial, which will last six years, aims to prove that anyone between the ages of 65 and 79 can extend their healthspan with metformin.
“We’re using metformin as a tool,” he says, “to show the FDA that aging itself can be targeted.”
Targeting the healthspan
No matter which approach becomes the first prescription drug for aging, researchers in the area tend to agree it’s coming soon. It would be expected to improve and extend life not only for average older adults, but also for those who currently tend to get chronic diseases and die sooner: childhood cancer survivors, people living with HIV, people living in poverty.
Researchers predict the implications will be huge when the healthy years of life last longer for everyone. Economist Andrew Scott calculated?that a slowdown in aging that increases life expectancy by just one year would be worth $38 trillion. A ten-year increase would be worth $367 trillion.
“That’s because with this kind of increase in life expectancy, we are not spending that time in the hospital, we are not sick,” Barzilai says. “We’re shopping, we’re traveling, we are participating in society. We are living life. And that’s what we want.”