To γονίδιο της αθανασίας. Longevity gene makes Hydra immortal and humans grow older

Fountain of Eternal Life in Cleveland, Ohio. It symbolizes "Man rising above death, reaching upward to God and toward Peace”.

Γιατί γερνάμε; Γιατί πεθαίνουμε; Υπάρχει ζωή με αιώνια νιότη; Επί αιώνες η επιστήμη… λατρεύει να αναζητεί τις απαντήσεις σε αυτά τα ερωτήματα. Τώρα ερευνητές από τη Γερμανία έθεσαν στο μικροσκόπιό τους ένα από τα πιο τυπικά υδρόζωα που έχει μορφή πολύποδα, την ύδρα (Hydra) η οποία είναι αθάνατη, προκειμένου να βρουν κάποιες απαντήσεις στο προαιώνιο ζήτημα της γήρανσης και του θανάτου. Και στην αναζήτησή τους ανακάλυψαν μια αναπάντεχη σύνδεση αυτού του πολύποδα των γλυκών νερών με τη γήρανση των ανθρώπων – ο συνδετικός κρίκος φαίνεται ότι είναι ένα γονίδιο, το FoxO.

O πολύποδας που έχει κατακτήσει την αθανασία

Η μελέτη η οποία δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Proceedings of the National Academy of Sciences» διεξήχθη από ειδικούς του Πανεπιστημίου του Κιέλου και του Πανεπιστημιακού Ιατρικού Κέντρου Σλέσβιχ-Χολστάιν. Επικεντρώνεται στην ύδρα, αυτόν τον μικροσκοπικό πολύποδα των γλυκών νερών ο οποίος δεν δείχνει κανένα σημάδι γήρανσης και έχει έτσι κατακτήσει εν δυνάμει την αθανασία.

Ο πολύποδας Hydra των γλυκών νερών που έχει κατακτήσει την αθανασία.

Υπάρχει μια σχεδόν απλή εξήγηση για αυτό το φαινόμενο: τα συγκεκριμένα υδρόζωα αναπαράγονται αποκλειστικώς μέσω του σχηματισμού εκβλαστήσεων και όχι μέσω ζευγαρώματος. Μια προϋπόθεση για αυτού του είδους την αναπαραγωγή που αφορά υπό φυσιολογικές συνθήκες μόνο τους φυτικούς οργανισμούς είναι ότι ο κάθε πολύποδας πρέπει να περιέχει βλαστικά κύτταρα ικανά για συνεχή πολλαπλασιασμό. Χωρίς αυτά τα βλαστικά κύτταρα τα ζώα δεν μπορούν πλέον να αναπαραχθούν. Χάρη στην αθανασία της η ύδρα έχει αποτελέσει, όπως είναι επόμενο, το αντικείμενο πολλών μελετών σχετικά με τη διαδικασία γήρανσης.

Τα βλαστικά κύτταρα «κλειδί» της ανθρώπινης γήρανσης

Ο άνθρωπος πάλι δεν έχει αυτήν την αστείρευτη ικανότητα της ύδρας να διαθέτει για πάντα βλαστικά κύτταρα που πολλαπλασιάζονται στο διηνεκές. Σταδιακά, καθώς γερνά,  τα βλαστικά κύτταρά του χάνουν την ικανότητα μετατροπής τους σε νέα κύτταρα διαφορετικών ιστών. Τελικώς οι γηράσκοντες ιστοί του δεν μπορούν να αναγεννηθούν πλέον, φθείρονται και πεθαίνουν. Εάν λοιπόν ήταν δυνατόν να γίνει παρέμβαση σε αυτή τη διαδικασία της ανθρώπινης γήρανσης, ο άνθρωπος θα βίωνε τη νιότη και τα όσα καλά αυτή συνεπάγεται για τον οργανισμό. Η μελέτη σε ιστούς όπως αυτοί της ύδρας, ενός ζώου γεμάτου ενεργά βλαστικά κύτταρα καθ’όλη τη διάρκεια της ζωής του, μπορεί λοιπόν να προσφέρει σημαντικές πληροφορίες για τη γήρανση των βλαστικών κυττάρων.

«Μείναμε έκπληκτοι καθώς στην αναζήτησή μας για το γονίδιο που χαρίζει στην ύδρα την αθανασία της καταλήξαμε στο αποκαλούμενο γονίδιο FoxO» ανέφερε η Αννα-Μαρί Μπεμ, διδακτορική φοιτήτρια και πρώτη συγγραφέας της νέας μελέτης. Το γονίδιο FoxO υπάρχει σε όλα τα ζώα και στους ανθρώπους και είναι γνωστό εδώ και χρόνια. Ωστόσο μέχρι σήμερα δεν ήταν γνωστό γιατί τα ανθρώπινα βλαστικά κύτταρα μειώνονται σε αριθμό με την πάροδο του χρόνου και γίνονται μη ενεργά – οι ειδικοί δεν είχαν καταλήξει στους βιοχημικούς μηχανισμούς που βρίσκονταν πίσω από αυτή τη διαδικασία γήρανσης ενώ δεν γνώριζαν επίσης αν το συγκεκριμένο γονίδιο παίζει ρόλο στη γήρανση.

Ο ρόλος του γονιδίου FoxO

Προκειμένου να εντοπίσει το γονίδιο η ερευνητική ομάδα απομόνωσε τα βλαστικά κύτταρα της ύδρας και στη συνέχεια «σάρωσε» όλα τους τα γονίδια. Μετά τον εντοπισμό του γονιδίου οι επιστήμονες διερεύνησαν τη δράση του σε διαφορετικούς γενετικώς τροποποιημένους πολύποδες: σε ύδρες με ενεργό FoxO, με μη ενεργό FoxO αλλά και με FoxO που είχε «ενισχυμένη» δράση.

Μια γενετική αλληλουχία εισάγεται σε έμβρυο ύδρας. A gene sequence is injected into an embryo of Hydra. Credit: CAU/Winters

Τα πειράματα αυτά έδειξαν ότι τα ζώα που δεν έφεραν ενεργή εκδοχή του γονιδίου διέθεταν σημαντικά λιγότερα βλαστικά κύτταρα ενώ παράλληλα παρουσίαζαν και σημαντικές αλλαγές στο ανοσοποιητικό σύστημά τους, όπως αυτές που εμφανίζονται στα ηλικιωμένα άτομα.

«Η ερευνητική ομάδα μας έδειξε για πρώτη φορά ότι υπάρχει άμεση σύνδεση μεταξύ του γονιδίου FoxO και της γήρανσης» ανέφερε ο Τόμας Μπος από το Ζωολογικό Ινστιτούτο του Πανεπιστημίου του Κιέλου που ήταν επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας και προσέθεσε: «Το FoxO έχει φανεί να είναι ιδιαιτέρως ενεργό στα άτομα που ζουν περισσότερο από 100 χρόνια. Για τον λόγο αυτό πιστεύουμε ότι το συγκεκριμένο γονίδιο παίζει ρόλο στη γήρανση όχι μόνο του πολύποδα που μελετήσαμε αλλά και των ανθρώπων».

Πρέπει βέβαια να σημειωθεί ότι η υπόθεση αυτή δεν μπορεί να επιβεβαιωθεί σε ό,τι αφορά τον άνθρωπο, αφού για μια τέτοια μελέτη θα απαιτείτο γενετική παρέμβαση στους ανθρώπους. Ο Μπος υποστηρίζει σε κάθε περίπτωση ότι τα νέα ευρήματα αποτελούν ένα σημαντικό βήμα στην κατανόηση σχετικά με το πώς γερνούν οι άνθρωποι. Το επόμενο βήμα για τους ερευνητές τώρα είναι το να εντοπίσουν πώς ακριβώς λειτουργεί αυτό το γονίδιο της μακροζωίας καθώς και το πώς περιβαλλοντικοί παράγοντες επηρεάζουν τη λειτουργία του.