W poszukiwaniu nieśmiertelności
Rodzisz się, żyjesz, umierasz... To najbardziej podstawowe prawo natury już wkrótce może zostać
jednak zaburzone. Czy recepta na nieśmiertelność znajduje się w naszych genach? A może sekret
życia wiecznego tkwi w niezwykłej umiejętności niepozornej meduzy?
Każdy chciałby być wiecznie młody. Z pomocą naukowców będzie to możliwe.
Od zarania dziejów człowiek poszukuje recepty na nieśmiertelność. Pragnienie życia wiecznego towarzyszy nam w
kulturze, religii i nauce. Pojęcia nieśmiertelności używa się w różnych znaczeniach, które w
zależności odkontekstu mogąprzybierać inną postać. Ich wspólną cechą jest opieranie się śmierci, życie przez nieskończenie
długi czas.
Różne formy nieśmiertelności
Chyba najbardziej niezwykłą formą nieśmiertelności jest ta biologiczna. Jest to hipotetyczny stan, w którym możliwe
jest całkowite uniknięcie śmierci. Przy obecnym rozwoju nauki zastopowanie zegara biologicznego i
przeciwstawienie się procesowi starzenia jest niemożliwe. W świecie przyrody istnieją jednak organizmy, które
pokazują, że w pewnym zakresie można oszukać prawa natury.
Przykładem może być topola osikowa (Populus tremuloides), która wytwarza genety - osobniki
powstałe z jednej zygoty, mogące przetrwać nawet przez milion lat. Innym procesem bliskim nieśmiertelności jest stan
zaniedbywalnego starzenia. Cechuje on organizmy, w których albo nie następuje proces starzenia, albo jest on zbyt
wolny, by dało się go stwierdzić.
Osobniki, których starzenie się jest zaniedbywalne, nie mają maksymalnej długości życia, a ich zdolności
reprodukcyjne z czasem nie maleją. Prawdziwą rekordzistką jest sosna długowieczna (Pinus longaeva), która
może przeżyć nawet 5000 lat.
Zjawisko zaniedbywalnego starzenia się jest również przytaczane jako dowód możliwości opracowania technologii
przedłużania życia u ludzi. Istnieją bowiem badania naukowe sugerujące, że proces starzenia zatrzymuje się u
ludzi w wieku 90-100lat, a ich śmiertelność stabilizuje na poziomie ok. 50 proc. rocznie. Wyniki te są
kwestionowane w ostatnich latach, a na chwilę obecną nie odniesiono sukcesu w przedłużeniu życia u ludzi z ich
wykorzystaniem. Ale nie wszystko stracone...
Cykl nieskończony
Turritopsis dohrnii to jedyny znany przedstawiciel królestwa zwierząt, który po osiągnięciu dojrzałości płciowej jest w
stanie powrócić do stadium niedojrzałego płciowo. Dzięki tej jego umiejętności, powszechnie uważa się, że ten
gatunek stułbiopława jest w stanie uzyskać biologiczną nieśmiertelność.
Ostatnie badania, opublikowane w prestiżowym "New York Times", rzucają nowe światło na możliwość
przeniesienia tej cechy do świata ludzi. Ich wielkim zwolennikiem jest Shin Kubota, jeden z najwybitniejszych na
świecie specjalistów, który stułbiopławami zajmuje się od 15 lat.
Stułbiopławy to gromada parzydełkowców, która obejmuje około 3500 gatunków, w większości morskich. W ich
rozwoju występują dwie postacie dorosłe: polip i meduza. To właśnie w wyniku następujących po sobie przemian
stułbiopławy są uważane przez naukowców za organizmy nieśmiertelne.
Zjawisko to zaobserwował w 1988 r. 20letniChristian Sommer, student biologii morskiej, który spędzał wakacje
na włoskim wybrzeżu. Wśród organizmów, które zebrał, był mało wówczas znany naukowcom gatunek Turritopsis
dohrnii. W późniejszym czasie zyskał on więcej mówiące nazwy: "nieśmiertelnej meduzy" lub "meduzy Benjamina
Buttona".
Sommer umieścił zebrane organizmy na szalkach Petriego i obserwował ich procesy rozrodcze. Po kilku
dniach.zauważył, że przedstawiciele Turritopsis dohrnii zamiast ulegać procesom starzenia, odmładzali się aż do
najwcześniejszej fazy rozwoju, by ponownie rozwijać się normalnie. Minęło 8 lat zanim w stosunku do tego
stułbiopława użyto określenia "nieśmiertelny".
Od tego czasu przeprowadzono wiele badań nad Turritopsis dohrnii, w wyniku których lepiej poznano procesy
zachodzące w stułbiopławach. Odwrócenie procesu starzenia następuje u nich jedynie wówczas, gdy organizm
choruje, zostaje zraniony lub doświadcza urazu ze strony czynników środowiskowych. Dochodzi wtedy do
transdyferencjacji procesu,w którym komórki macierzyste ulegają przeprogramowaniu, przekształcając się w
innego rodzaju tkanki, także te pochodzące z innych listków zarodkowych.
Zaobserwowano, że komórki przeszczepionego szpiku kostnego mogą się różnicować w neurony, astrocyty lub
mikroglej. Z kolei komórki macierzyste mięśni i krwi mogą wzajemnie dawać obie tkanki.
Napromieniowanym myszom przeszczepiono komórki mięśniowe, które po 6 tygodniach utworzyły średnio 56 proc.
krwi obwodowej, co oznacza, że ich aktywność krwiotwórcza była 10krotnie wyższa niż komórek szpiku. Natomiast
komórki macierzyste szpiku transplantowane myszom z dystrofią mięśniową po 12 tygodniach wytwarzały 4 proc.
włókien mięśniowych rozpoznawalnych na podstawie zawartości dystrofiny typu dzikiego.
Transdyferencjacja komórek macierzystych może być związana ze środowiskiem, w jakim się znajdują, zgodnie z
teorią nisz. Zjawisko to z powodzeniem może być wykorzystywane do autoprzeszczepów hodowanych komórek
macierzystych. Gdyby faktycznie udało się zapanować nad tym procesem, człowiek mógłby żyć wiecznie.
Wciąż nie wiadomo jednak, dlaczego komórki stułbiopławów potrafią różnicować się nieskończenie wiele razy.
Odpowiedzieć na to pytanie cały czas próbuje wspomniany Shin Kubota, który mieszka w
Shirahamie, na południe od Kioto. Japończyk upiera się, że jakikolwiek przełom w badaniach nad stułbiopławami
może skutkować rewolucją w ludzkiej medycynie.
"Wykorzystanie tej samej zasady transdyferencjacji do organizmów ludzkich to moje największe marzenie. Pod
względem genetycznym z meduzami mamy zaskakująco dużo wspólnego. Kiedy uda nam się już zrozumieć, w jaki
sposób stułbiopławy potrafią się odmładzać, będziemy mogli dokonać wielkich rzeczy. Moim zdaniem możemy dać
ludziom nieśmiertelność" powiedziałKubota.
Trzeba pamiętać, że Turritopsis dohrnii nie są w pełni "nieśmiertelne". Organizmy te w istocie bardzo łatwo zabić niezwykle
groźne są dla nich m.in. ślimaki morskie. Poza tym każdy przebyty proces transdyferencjacji oznacza, że
w momencie, gdy organizm wraca do swojej najwcześniejszej fazy rozwoju, zaczyna wzrastać już jako inny osobnik.
"Nieśmiertelność to kwestia semantyki. Trzeba pamiętać, że w przypadku Turritopsis dohrnii to komórki są
nieśmiertelne, a nie sam organizm" podsumował japoński badacz.
Uczmy się od nowotworów
Przedłużyć życie ludzkie i jednocześnie pozbyć się największej "zarazy" XXI wieku to marzenie wielu naukowców.
Okazuje się, że poprzez badanie mechanizmów nowotworzenia i opanowanie funkcji enzymu zwanego telomerazą,
jest to możliwe.
Telomery to fragmenty chromosomów zlokalizowane na ich końcach, które chronią je przed uszkodzeniami
podczas kopiowania. Skracają się podczas każdego podziału komórkowego, a proces ten jest naturalnym
"licznikiem podziałów". Chroni on komórki przed powstawaniem nowotworów, jednak przekłada się na proces
starzenia się. Większość "zdrowych" komórek organizmu z chwilą osiągnięcia wieku określanego mianem limitu
Hayflicka, umiera. Ale średnio jedna komórka na trzy miliony wyrywa się ze śmiertelnego uścisku i zaczyna
wytwarzać telomerazę, enzym odpowiadający za rekonstrukcję telomerów. Zamiast umrzeć, zaczyna się dzielić w
niekontrolowany sposób i staje się komórką nowotworową.
Hipoteza badawcza jest prosta: wystarczy mechanizm powstawania telomerazy zaszczepić zdrowym komórkom
organizmu, by zyskać życie wieczne. W praktyce nie jest to takie proste, ale naukowcy z filadelfijskiego Wistar
Institute, pod kierownictwem Emmanuela Skordalakesa, poczynili ogromne postępy w tej materii.
"Telomeraza to doskonały cel dla chemioterapii, gdyż jest to enzym aktywny w większości przypadków nowotworów,
a jednocześnie nieaktywny w zdrowych komórkach. A to oznacza, że lek, który wyłączy działanie telomerazy,
prawdopodobnie będzie skuteczny z wieloma rodzajami nowotworów, mając przy tym nieznaczne skutki uboczne" powiedział
Skordalakes dla magazynu "Nature".
Telomeraza jest powszechnie uważana za cel numer jeden w poszukiwaniach uniwersalnego leku na różne
rodzaje nowotworów. Mimo że takie badania są prowadzone już od ponad dekady, nikomu nie udało się
wykorzystać blokady telomerazy do walki z nowotworami. Problemem jest sama budowa enzymu zawierającego
fragmenty RNA szablonu,na podstawie którego tworzone są końcówki telomerów.
Uczeni z Wistar Institute do badań wykorzystali nie tylko materiał genetyczny ludzi, ale również drożdży i owadów.
Okazało się, że pewien gatunek chrząszcza - trojszczyk gryzący - dysponuje genem, który umożliwia produkcję
telomerazy. Wykorzystując krystalografię rentgenowską, naukowcy obejrzeli trójwymiarową strukturę cząsteczek i w
efekcie opracowali symulację ukazującą sposób działania enzymu.
"Prawdziwy przełom nastąpił, gdy odkryliśmy aktywną telomerazę u trojszczyka gryzącego. Kiedy odkryliśmy gen
kodujący odpowiednie białka, przystąpiliśmy do pracy. Po raz pierwszy na własne oczy ujrzeliśmy, w jaki sposób
telomeraza wydłuża telomery" - dodał Skordalakes.
Odkrycie zespołu badawczego z Wistar Institute ma nie tylko kluczowe znaczenie w walce z nowotworami.
Telomeraza może posłużyć także do stworzenia nowych terapii hamujących proces starzenia się ludzi.
Uaktywnienie tego enzymu w sposób kontrolowany u dorosłych zdrowych ludzi może zaowocować powstaniem
zdrowej i młodo wyglądającej tkanki.
Ironią byłoby, gdyby obecnie jeden z najpotężniejszych przeciwników człowieka, jakim bez wątpienia jest każdy
rodzaj nowotworu, był źródłem recepty na życie wieczne.
Każde życie oznacza śmierć?
Któż nie chciałby żyć wiecznie? Zagadka nieśmiertelności wciąż czeka na odkrycie i wygląda na to, że jesteśmy
bliżej jej rozwiązania niż kiedykolwiek wcześniej. Nie sposób zapomnieć o potencjalnym przeludnieniu Ziemi czy
problemie zapewnienia pożywienia, wynikającymi z nabycia nieśmiertelności przez ludzkość.
Świetnie podsumował to niegdyś Woody Allen mówiąc, że nieśmiertelność jest łatwa do osiągnięcia. Wystarczy
nie umierać...
karonet22