Hydra: misterioasa creatura nemuritoare poate detine cheia pentru o viata mai lunga
De ce inaintam in varsta? Cand vom muri si de ce? Exista o viata fara imbatranire? Timp de secole, stiinta a fost fascinata de aceste intrebari. Acum, cercetatorii din Kiel (Germania) au examinat de ce polipul Hydra este nemuritor – si au descoperit in mod neasteptat o legatura cu imbatranirea la oameni. Studiul efectuat de Universitatea din Kiel, impreuna cu Centrul Medical Universitar Schleswig – Holstein (UKSH) va fi publicat in aceasta saptamana in Dezbaterile Academiei Nationale de Stiinte din Statele Unite ale Americii (PNAS). Acesta a fost finantat de Fundatia germane de cercetare DFG
Hydra – nemuritor in mod misterios
Micutul polip de apa dulce, Hydra, nu arata nici un semn de imbatranire si este potential nemuritor. Exista o explicatie biologica destul de simpla pentru acest lucru: aceste animale se reproduc prin inmugurire, mai degraba decat prin imperechere. O conditie prealabila pentru o astfel de reproducere exclusiv vegetativa este ca fiecare polip sa contina celule stem capabile de proliferare continua. Fara aceste celule stem, animalele nu s-ar mai putea reproduce. Datorita nemuririi sale, Hydra a fost subiectul a numeroase studii cu privire la procesul de maturizare pentru mai multi ani.
Cu Hydra, gena longevitatii a fost cercetata. Animalul are aproximativ 1 cm lungime.
Imbatranirea la oameni
Atunci cand oamenii imbatranesc, mai multe dintre celulele lor stem pierd capacitatea de a prolifera si, astfel, de a forma noi celule. Tesutul imbatranit nu se mai poate regenera, motiv pentru care, de exemplu, muschii decad. Persoanele in varsta tind sa se simta mai slabe, deoarece muschii inimii lor sunt de asemenea afectati de acest proces de imbatranire. Daca ar fi fost posibil sa se influenteze aceste proces de imbatranire, oamenii s-ar putea simti mai bine fizic pentru mult mai mult timp. Studiind tesuturi de origine animala, cum ar fi cele de Hydra – un animal plin de celule stem active pe tot parcursul vietii sale – poate oferi o perspectiva valoroasa asupra imbatranirii celulelor stem.
Gena longevitatii umane descoperita in Hydra
“Surprinzator, cautarea noastra pentru gena care face ca Hydra sa fi nemuritoare ne-a condus la asa-numita gena FOXO”, spune Anna-Marei Bohm, doctorand si primul autor al studiului. Gena FOXO exista in toate animalele si in oameni si a fost cunoscuta de ani de zile. Cu toate acestea, pana acum nu se stia de ce celulele stem umane se imputineaza si devin inactive odata cu cresterea varstei, care mecanisme biochimice sunt implicate si daca FOXO a jucat un rol in imbatranire. Pentru a gasi gena, grupul de cercetare a izolate celulele stem ale Hydrei si apoi i-au testat toate genele.
Mecanismul nemuririi Hydrei este descoperit
Echipa de cercetare din Kiel a examinat FOXO in mai multi polipi modificati genetic: Hydra cu FOXO normala, cu FOXO inactiva si cu FOXO sporita. Oamenii de stiinta au reusit sa demonstreze ca animalele fara FOXO poseda semnificativ mai putine celule stem. Interesant, sistemul imunitar la animalele cu FOXO inactiv, de asemenea, s-a schimbat drastic. “Schimbari drastice ale sistemului imunitar similare cu cele observate la Hydra sunt, de asemenea, cunoscute de la oamenii in varsta”, explica Filip Rosenstiel de la Institutul de Biologie Moleculara Clinica la UKSH, al carui grup de cercetare a contribuit la studiu.
FOXO, de asemenea, lungeste viata umana.
“Grupul nostru de cercetare a demonstrat pentru prima data ca exista o legatura directa intre gena FOXO si imbatranire”, spune Thomas Bosch de la Institutul Zoologic al Universitatii Kiel, care a condus studiul Hydrei. Bosch continua: “FOXO a fost dovedit a fi deosebit de activ la centenari – oamenii mai in varsta de o sută de ani – acesta fiind motivul pentru care noi credem că FOXO joaca un rol-cheie in imbatranire – nu numai la Hydra, dar, de asemenea, la oameni”. Cu toate acestea, ipoteza nu poate fi verificata pe oameni, deoarece acest lucru ar necesita o manipulare genetica a oamenilor. Bosch subliniaza, totusi, ca rezultatele actuale sunt inca un mare pas inainte in explicarea modului in care oamenii imbatranesc. Prin urmare, urmatorul pas trebuie sa fie studierea modului in care gena longevitatii, FOXO, lucreaza in Hydra, si modul in care factorii de mediu influenteaza activitatea FOXO.
Polipi de Hydra modificati genetic par sa fie verzi cand sunt observati la un microscop cu lumina fluorescenta.
Fara celule stem vom muri cu totii
Stiintific, studiul are doua concluzii majore: pe de o parte se confirma faptul ca gena FOXO joaca un rol decisiv in mentinerea celulelor stem. Ea determina astfel durata de viata a animalelor – de la meduze la oameni. Pe de alta parte, studiul arata ca imbatranirea si longevitatea organismelor depinde intr-adevar de doi factori: mentinerea de celule stem si mentinerea unui sistem unui sistemului imunitar functional.
