Οι ερευνητές εξέτασαν τον τρόπο με τον οποίο τα βραδύπορα επιβιώνουν απέναντι σε ακραίες συνθήκες, δείχνοντας πως κάποιες πρωτεΐνες από τα εν λόγω μικροσκοπικά πλάσματα που εκφράζονται σε ανθρώπινα κύτταρα μπορούν να επιβραδύνουν τις μοριακές διαδικασίες. Αυτό ανοίγει τον δρόμο για τεχνολογίες επιβράδυνσης της διαδικασίας γήρανσης, αλλά και στη μακράς διάρκειας αποθήκευση ανθρωπίνων κυττάρων.
UW Researchers Show That Introduced Tardigrade Proteins Can Slow Metabolism in Human Cells
— Owen Gregorian (@OwenGregorian) March 28, 2024
University of Wyoming researchers have gained further insight into how tardigrades survive extreme conditions and shown that proteins from the microscopic creatures expressed in human… pic.twitter.com/MAq2KukjcR
Στο πλαίσιο της νέας μελέτης, που δημοσιεύτηκε στο Protein Science και στην οποία συμμετείχαν επίσης επιστήμονες από άλλα ιδρύματα, περιλαμβανομένων του Πανεπιστημίου του Μπρίστολ, του Πανεπιστημίου της Ουάσινγκτον στο Σεντ Λούις, του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια- Μέρσεντ, του Πανεπιστημίου της Μπολόνια και του Πανεπιστημίου του Άμστερνταμ, εξετάζονται οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούν τα βραδύπορα για να μπαίνουν σε κατάσταση «στάσης» (αναστολής ζωτικών λετουργιών) και να βγαίνουν από αυτήν. Της έρευνας ηγήθηκε η Σίλβια Σάντσεθ- Μαρτίνεθ, senior research scientist στο εργαστήριο του του Τόμας Μπούθμπι, επίκουρου καθηγητή στο Τμήμα Μοριακής Βιολογίας του UW. Όπως προκύπτει, πρωτεΐνες βραδύπορων θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για σωτήριες θεραπευτικές διαδικασίες σε ανθρώπους και τη βελτίωση των δυνατοτήτων αποθήκευσης σε θεραπείες που βασίζονται σε κύτταρα (όπως βλαστοκύτταρα).
Χειμερία νάρκη και επιβράδυνση γήρανσης για ανθρώπους: Πιο κοντά, χάρη σε ζώο-«κλειδί»
Τα βραδύπορα, μήκους μικρότερου του ενός χιλιοστού, μπορούν να επιβιώνουν ακόμα και όταν έχουν ξεραθεί εντελώς, όταν έχουν παγώσει σε θερμοκρασία μόλις πάνω από το απόλυτο μηδέν, όταν έχουν θερμανθεί στους 150 βαθμούς Κελσίου, όταν «βομβαρδίζονται» με ακτινοβολία χιλιάδες φορές ισχυρότερη από ό,τι θα μπορούσε να αντέξει άνθρωπος- ακόμα και όταν εκτίθενται στο κενό του Διαστήματος. Σύμφωνα με τους ερευνητές, η εισαγωγή πρωτεϊνών τους σε ανθρώπινα κύτταρα έδειξε πως επιβράδυναν τον μεταβολισμό, όπως και στα βραδύπορα, και επιπλέον γίνονταν πιο ανθεκτικά- πρακτικά δηλαδή, μετέφεραν κάποιες από τις ιδιότητες των «αρκούδων του νερού» στα ανθρώπινα κύτταρα. Επίσης, η διαδικασία αυτή είναι αναστρέψιμη, με τα κύτταρα να μπορούν να επιστρέψουν στην κανονική τους λειτουργία.
Οι δύο ερευνητές απάντησαν σε ερωτήσεις της HuffPost Greece για τη δουλειά τους και για τις προοπτικές της- ακόμα και σε πιο «φιλόδοξα»/ «εξωτικά» επίπεδα.
HuffPost Greece: Θα μπορούσατε να περιγράψετε, με απλά λόγια, τι πραγματεύεται η έρευνά σας;
Σίλβια Σάντσεθ- Μαρτίνεθ/ Τόμας Μπούθμπι: Με πολύ γενικούς όρους, μελετούμε πώς οργανισμοί μπορούν να αντέχουν σε ακραίο περιβαλλοντικό stress. Ένας από τους οργανισμούς που χρησιμοποιούμε στις μελέτες μας είναι το βραδύπορο (tardigrade), ή αρκούδα του νερού, όπως είναι ευρέως γνωστό. Σε αυτή τη συγκεκριμένη μελέτη βασιζόμαστε σε προηγούμενες έρευνες οι οποίες είχαν βρει ειδικές πρωτεΐνες που φτιάχνουν τα βραδύπορα, τις αποκαλούμενες πρωτεΐνες CAHS, οι οποίες τα προστατεύουν όταν στεγνώνουν. Αρκετές γραμμές έρευνας υποδεικνύουν ότι αυτές οι πρωτεΐνες CAHS σχηματίζουν τζελ όταν συμπυκνώνονται- για παράδειγμα από ακραία απώλεια νερού. Θέλαμε να μάθουμε πώς 1) οι πρωτεΐνες CAHS σχηματίζουν αυτά τα τζελ 2) ο σχηματισμός αυτών των πρωτεϊνών συνδέεται με την προστατευτική δυνατότητα των πρωτεϊνών CAHS.
Γιατί τα βραδύπορα παρουσιάζουν γενικότερα ενδιαφέρον, και ποιοι τομείς επηρεάζονται από τις έρευνες πάνω σε αυτά;
Τα βραδύπορα είναι ενδιαφέροντα επειδή μπορούν να επιβιώνουν από πολλά διαφορετικά είδη stress- πέρα από το μπορούν να ξεραίνονται, τα βραδύπορα μπορούν να επιβιώνουν σε ακραίες θερμοκρασίες, μπορούν να μένουν ημέρες ή και εβδομάδες χωρίς οξυγόνο, μπορούν να αντέχουν χιλιάδες φορές περισσότερη ακτινοβολία από τους ανθρώπους, και μπορούν να επιβιώνουν ακόμα και από παρατεταμένη έκθεση στο κενό του εξώτερου Διαστήματος. Για να επιβιώνουν από πολλά από αυτά τα είδη stress, τα βραδύπορα εισέρχονται σε μια αναστρέψιμη κατάσταση αναστολής ζωτικών λειτουργιών, ή «βιοστάσης» (biostasis). Σε αυτή την κατάσταση, η οποία αποκαλείται κρυπτοβίωση, τα βραδύπορα φαίνονται νεκρά, από την άποψη ότι παύουν όλες τις διαδικασίες που σχετίζονται με τη ζωή. Ωστόσο, μόλις επανέλθουν ευνοϊκές περιβαλλοντικές συνθήκες, ακόμα και χρόνια ή δεκαετίες αργότερα, τα βραδύπορα μπορούν να επανέλθουν στη ζωή.
Όσον αφορά στην έρευνά σας- ποιες είναι οι δυνατότητες για την καθημερινή ζωή, μακροπρόθεσμα; Για τι είδους εφαρμογές μιλάμε, ρεαλιστικά;
Κάποιες ρεαλιστικές, βραχυπρόθεσμες εφαρμογές που προκύπτουν από έρευνες πάνω στα βραδύπορα περιλαμβάνουν φάρμακα σταθεροποίησης χωρίς να υπάρχει ανάγκη για ψυγεία ή καταψύκτες. Η παρούσα μελέτη μας υποδεικνύει ότι αυτές οι προσεγγίσεις μπορούν να επεκταθούν σε βασιζόμενες σε κύτταρα θεραπευτικές μεθόδους- όπως βλαστοκύτταρα.
Εισερχόμενοι στο πεδίο των «όχι και τόσο ρεαλιστικών» εφαρμογών: Πιστεύετε πως θα μπορούσαμε να έχουμε αποτελεσματικά φάρμακα κατά της γήρανσης κάποια στιγμή ή τεχνολογία «στάσης»/ αναστολής ζωτικών λειτουργιών όπως αυτά που βλέπουμε στην επιστημονική φαντασία (είτε βασιζόμενα στα βραδύπορα είτε όχι);
Τα βραδύπορα είναι ζώα, κάτι που σημαίνει πως, όπως όλα τα άλλα ζώα, είναι πολυκυτταρικά. Έχουν πολύπλοκους ιστούς και όργανα- ένα νευρικό σύστημα και εγκέφαλο...το γεγονός ότι πολύπλοκα, αν και μικρά, ζώα μπορούν να επιβιώνουν κάτω από τέτοια είδη stress είναι ενθαρρυντικό ως προς τις σκέψεις για πιθανές εφαρμογές στον άνθρωπο. Γονίδια βραδυπόρων έχουν ήδη εισαχθεί σε «απλούς» οργανισμούς όπως η μαγιά και βακτήρια και έχουν φανεί να ενισχύουν τη βιοστάση. Το ότι πρωτεΐνες CAHS μπορούν να επιβραδύνουν τον μεταβολισμό σε καλλιεργημένα ανθρώπινα κύτταρα αντιπροσωπεύει άλλο ένα βήμα προς την κατεύθυνση παρομοίων προσεγγίσεων για την πρόκληση στάσης/ νάρκης σε ανθρώπους για τη σταθεροποίηση τραυμάτων (πχ τραύματα από το πεδίο της μάχης) ή ακόμα και για επιβράδυνση της γήρανσης.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου