Oamenii de știință încearcă să îi descifreze secretele celulare pentru a descoperi cum ar putea fi întinerite și celulele umane printr-un mecanism asemănător.
Mica meduză translucidă Turritopsis dohrnii este surprinzător de greu de ucis.
Biologul marin Maria Miglietta, de la Universitatea Texas A&M din Galveston, le-a tăiat, le-a fiert, le-a înfometat, le-a expus la concentrații excesive de sare în bazinele în care trăiesc sau le-a pus în apă dulce. Cu toate acestea, aceste creaturi ingenioase par să păcălească moartea de fiecare dată.
Atunci când sunt supuse unor condiții extreme, meduzele își întrerup activitatea și se scufundă pe fundul bazinului. Apoi se întâmplă ceva uimitor: animalele se transformă în aglomerări de celule care nu mai seamănă deloc cu forma de umbrelă cu tentacule a meduzelor adulte.
În decurs de una până la trei zile, din această masă de celule se dezvoltă o structură numită „polip”, adică o etapă timpurie a ciclului de viață al meduzei. Ulterior, polipul formează o colonie, din care vor apărea, în cele din urmă, noi meduze.
„Pornind de la o singură meduză care nu moare, ajungi să obții o colonie capabilă să producă alte sute de exemplare”, spune Miglietta.
În principiu, fiecare dintre aceste noi meduze poate trece prin același proces de întinerire, demonstrând o capacitate aparent nesfârșită de a da timpul biologic înapoi și de a reveni la tinerețe.
Miglietta și alți oameni de știință studiază în prezent procesele genetice și moleculare care îi permit speciei Turritopsis dohrnii să sfideze moartea în acest mod extraordinar.
Prin descifrarea acestor mecanisme, cercetătorii speră să afle, în cele din urmă, dacă pot declanșa procese similare și la oameni.
Scopul lor este să determine celulele și țesuturile să revină la stări mai tinere, pentru a favoriza vindecarea rănilor și tratarea bolilor asociate îmbătrânirii.
„Cred că obiectivul suprem în acest domeniu ar fi biologia regenerativă, adică încercarea de a inversa degenerarea sau deteriorarea asociată îmbătrânirii”, spune Michael Koldobskiy, medic oncolog pediatru și cercetător în cadrul Universității Johns Hopkins.
„Suntem încă foarte departe de a putea valorifica aceste procese în beneficiul oamenilor, însă cred că înțelegerea acestor organisme, care au evoluat și au dezvoltat astfel de mecanisme în urmă cu milioane de ani, ar putea aduce beneficii considerabile”, a adăugat el.
Cum a fost descoperită meduza „nemuritoare”
Capacitățile regenerative ale speciei Turritopsis dohrnii au fost semnalate pentru prima dată în 1992, de un cercetător italian care ținea aceste animale în laborator și a uitat să le hrănească pe parcursul unui weekend.
Așteptându-se să le găsească moarte la întoarcere, „în schimb, a descoperit polipi noi în recipient”, povestește Miglietta.
La scurt timp, biologul Stefano Piraino, de la Universitatea din Salento, Italia, a început să studieze mecanismele care fac posibil acest proces de întinerire.
Pe măsură ce embrionii se dezvoltă, așa-numitele celule stem se înmulțesc și se transformă în celule nervoase, celule musculare și în numeroase alte tipuri de celule care alcătuiesc organismul.
În mod obișnuit, odată ce s-au specializat într-un anumit tip de celulă, acestea își păstrează această identitate până când îmbătrânesc și mor.
Piraino a descoperit însă că, în timpul procesului de întinerire a meduzei nemuritoare, anumite țesuturi ale meduzei adulte trec printr-un proces numit „transdiferențiere”, prin care revin la o stare asemănătoare celei a celulelor stem, după care se specializează în alte tipuri de celule.
„Celulele adulte devin nediferențiate și se transformă în alte tipuri de celule, necesare pentru formarea polipului”, explică Miglietta, care a lucrat în laboratorul lui Piraino.
Din câte știu oamenii de știință, aceasta este unică în regnul animal. Deși unele șopârle, viermi și amfibieni își pot regenera părțile corpului pierdute sau rănite, niciunul dintre aceste animale nu se apropie de capacitatea de a transforma un organism adult înapoi într-unul aflat într-un stadiu timpuriu al vieții.
Turritopsis dohrnii demonstrează în mod remarcabil că îmbătrânirea și moartea nu sunt întotdeauna inevitabile din punct de vedere biologic, deși oamenii de știință nu pot exclude posibilitatea ca această meduză să moară, în cele din urmă, din cauze naturale.
Studiul întineririi celulare
În prezent, Miglietta și alți cercetători încearcă să descifreze procesele genetice care le permit celulelor să dea timpul înapoi. Potrivit lui Koldobskiy, obiectivul suprem ar fi identificarea unui „comutator” molecular care controlează acest proces.
Dacă ar fi posibil, ar putea accelera vindecarea rănilor și regenerarea țesuturilor afectate în urma accidentelor vasculare cerebrale sau a infarcturilor.
De asemenea, ar putea contribui la inversarea deteriorării care apare în cazul pierderii vederii asociate îmbătrânirii sau al proceselor de neurodegenerare întâlnite în boala Alzheimer.
„Nu vom deveni din nou niște embrioni și nu o vom lua de la capăt”, spune el, „dar cred că, la nivelul organelor și țesuturilor, acest lucru este cu adevărat posibil.”
Cercetările sunt încă la început, dar încep deja să scoată la iveală câteva indicii.
Acesta este doar începutul eforturilor de a înțelege mecanismele din spatele strategiei de întinerire a speciei Turritopsis dohrnii și de a afla dacă vreunul dintre aceste mecanisme ar putea fi aplicat în cazul oamenilor, spune cercetătorul.
„În cazul multor boli, presupunem că nu există cale de întoarcere”, afirmă el. „Poate că există totuși o posibilitate de a inversa aceste procese, dacă vom înțelege suficient de bine cum funcționează mecanismele respective.”
Deși poate părea invincibilă, meduza nemuritoare este, de fapt, un organism fragil. Miglietta spune că, în laboratorul său, există un anumit procent de exemplare care par incapabile să se întinerească.
Chiar și în cazul celor care reușesc să facă acest lucru, este posibil să existe o limită a numărului de ori în care își pot relua ciclul de viață înainte de a muri de bătrânețe.
Este dificil de stabilit cu certitudine dacă există o astfel de limită, deoarece menținerea acestei specii în laborator pentru perioade îndelungate este complicată. Se pare că meduzele au nevoie de condiții specifice pentru a supraviețui.
În mediul natural, există numeroși factori care le pot provoca moartea, printre care variațiile în disponibilitatea hranei lor, formată din plancton, prădătorii sau algele care acoperă și sufocă coloniile de meduze.
