Uvide u lečenje i starenje otkrili su istraživači Nacionalnog instituta za zdravlje i njihovi saradnici, koji su proučavali kako malo morsko stvorenje regeneriše potpuno novo telo samo iz svojih usta. Istraživači su sekvencionirali RNK iz Hidractinia simbiolongicarpus, male životinje u obliku cevi koja živi na školjkama rakova pustinjaka. Baš kada je Hidraktinija počela da regeneriše nova tela, istraživači su otkrili molekularni potpis povezan sa biološkim procesom starenja.
Prema studiji objavljenoj u Cell Reports, Hidractinia pokazuje da su fundamentalni biološki procesi zarastanja i starenja isprepleteni, pružajući novu perspektivu o tome kako je starenje evoluiralo.
„Studije poput ove koje istražuju biologiju neobičnih organizama otkrivaju koliko su mnogi biološki procesi univerzalni i koliko tek treba da razumemo o njihovim funkcijama, odnosima i evoluciji“, rekao je dr Čarls Rotimi, direktor Intramuralnog istraživanja Program na Nacionalnom institutu za istraživanje ljudskog genoma (NHGRI), deo NIH. „Takvi nalazi imaju veliki potencijal za pružanje novih uvida u ljudsku biologiju.“
Otkrivanje evolutivnog porekla osnovnih bioloških procesa, kao što su starenje i zarastanje, od suštinskog je značaja za razumevanje ljudskog zdravlja i bolesti. Ljudi imaju određenu sposobnost regeneracije, kao što je zarastanje slomljene kosti ili čak obnavljanje oštećene jetre. Neke druge životinje, kao što su daždevnjaci i zebrice, mogu zameniti cele udove i napuniti razne organe. Međutim, životinje sa jednostavnim telima, poput Hidraktinije, često imaju najekstremnije regenerativne sposobnosti, kao što je uzgoj potpuno novog tela iz fragmenta tkiva.
Regenerativna uloga starenja je u suprotnosti sa nalazima u ljudskim ćelijama. „Većina studija o starenju povezana je sa hroničnom upalom, rakom i bolestima povezanim sa starenjem“, rekao je dr Andi Bakevanis, viši naučnik na NHGRI i autor studije. „Uobičajeno, kod ljudi, stare ćelije ostaju stare, a ove ćelije izazivaju hroničnu upalu i izazivaju starenje u susednim ćelijama. Od životinja kao što je Hidraktinija, možemo naučiti o tome kako starenje može biti korisno i proširiti naše razumevanje starenja i lečenja.“
Ranije su istraživači otkrili da Hidraktinija ima posebnu grupu matičnih ćelija za regeneraciju. Matične ćelije se mogu transformisati u druge tipove ćelija i stoga su korisne za stvaranje novih delova tela.
Kod ljudi, matične ćelije uglavnom deluju u razvoju, ali visoko regenerativni organizmi poput Hidractinia koriste matične ćelije tokom svog života. Hidraktinija skladišti svoje matične ćelije koje pokreću regeneraciju u donjem delu tela. Međutim, kada istraživači uklone usta – deo daleko od mesta gde se nalaze matične ćelije – iz usta izrastu novo telo.
Za razliku od ljudskih ćelija, koje su zaključane u svojoj sudbini, odrasle ćelije nekih visoko regenerativnih organizama mogu se vratiti u matične ćelije kada je organizam ranjen, iako ovaj proces nije dobro shvaćen. Istraživači su stoga teoretizirali da Hidraktinija mora da generiše nove matične ćelije i tražili su molekularne signale koji bi mogli da usmeravaju ovaj proces.
Kada je sekvenciranje RNK ukazalo na starenje, istraživači su skenirali genom Hidraktinije u potrazi za sekvencama poput onih gena povezanih sa starenjem kod ljudi. Od tri gena koja su identifikovali, jedan je „uključen“ u ćelijama blizu mesta gde je životinja posečena. Kada su istraživači izbrisali ovaj gen, sposobnost životinja da razviju stare ćelije je bila blokirana, a bez starih ćelija, životinje nisu razvile nove matične ćelije i nisu mogle da se regenerišu.
Istraživači su pratili stare ćelije u Hidraktiniji da bi otkrili kako ova životinja zaobilazi štetne efekte starenja. Neočekivano, životinje su izbacile stare ćelije iz usta. Dok se ljudi ne mogu tako lako otarasiti ćelija koje stare, uloge gena povezanih sa starenjem u Hidraktiniji sugerišu kako je evoluirao proces starenja.
Mi ljudi smo poslednji put delili pretka sa Hidraktinijom — i njenim bliskim rođacima, meduzama i koralima — pre više od 600 miliona godina, a ove životinje uopšte ne stare. Zbog ovih faktora, Hidraktinija može pružiti ključne uvide o našim najranijim životinjskim precima. Stoga, istraživači teoretiziraju da je regeneracija možda bila prvobitna funkcija starenja kod prvih životinja.
„Još uvek ne razumemo kako stare ćelije pokreću regeneraciju ili koliko je ovaj proces rasprostranjen u životinjskom carstvu“, rekao je dr Baksevanis. „Na sreću, proučavanjem nekih od naših najudaljenijih životinjskih rođaka, možemo početi da otkrivamo neke od tajni regeneracije i starenja — tajne koje bi na kraju mogle unaprediti polje regenerativne medicine i proučavanje bolesti povezanih sa starenjem.“
