Felfedezték a „harmadik állapotot”: se nem élet, se nem halál

A „harmadik állapot” nem egy elméleti modellt akar ábrázolni, mint Schrödinger macskája, hanem egy megdöbbentő felfedezés, amit valódi sejteken figyeltek meg.

Általában a tudósok a halált a szervezet egészének működésének visszafordíthatatlan leállásaként értelmezik. Az olyan gyakorlatok azonban, mint a szervadományozás, rávilágítanak arra, hogy a szervek, szövetek és sejtek hogyan működhetnek tovább a szervezet halála után is. Milyen mechanizmusok teszik lehetővé, hogy bizonyos sejtek a szervezet elhalálozása után is tovább működjenek?

A The Conversation nevű tudományos ismeretterjesztő oldalra két szakértő írt közös cikket a témában: Peter A. Noble, a mikrobiológia professzora a Washingtoni Egyetemen, és Alex Pozhitkiv, a bioinformatikai részleg technikai vezetője az Irell & Manella Biológia Tudományok Iskolájában. A páros és csapatuk azt vizsgálja, hogy mi történik a szervezetekben azok halála után, és hogyan képesek bizonyos sejtek a halál után új funkciókkal rendelkező többsejtű organizmusokká alakulni.

Élet, halál és a harmadik állapot

A harmadik állapot megkérdőjelezi azt, ahogyan a tudósok jellemzően értelmezik a sejtek viselkedését. Kevés olyan eset van, amikor a szervezetek olyan módon változnak, amely nem előre meghatározott. A szerzők leszögezik, hogy petri-csészében korlátlanul osztódni képes tumorok, organoidok és sejtvonalak nem számítanak a harmadik állapot részének, mivel nem fejlesztenek ki új funkciókat.

A kutatók azonban azt találták, hogy az elhunyt békaembriókból kivont bőrsejtek képesek voltak alkalmazkodni a laboratóriumban egy petri-csészében kialakított új körülményekhez, és spontán módon többsejtű organizmusokká, úgynevezett xenobotokká szerveződtek át. Ezek az organizmusok olyan viselkedést mutattak, amely messze túlmutatott eredeti biológiai szerepükön. Ezek a xenobotok a csillóikat használták a környezetükben való tájékozódásra és mozgásra, míg az élő békaembrióban a csillók jellemzően a nyálka mozgatását szolgálják.

Több példa is akad

A xenobotok képesek kinematikus önreprodukcióra is, ami azt jelenti, hogy növekedés nélkül is képesek fizikailag reprodukálni szerkezetüket és működésüket. A kutatók azt is megállapították, hogy a magányos emberi tüdősejtek képesek önmagukat mozgásra képes miniatűr többsejtű organizmusokká összeállítani. Ezek az antrobotok új módon viselkednek és strukturálódnak. Nemcsak a környezetükben képesek tájékozódni, hanem önmagukat és a közelükben elhelyezett sérült idegsejteket is képesek megjavítani.

Ezek az eredmények együttesen a sejtrendszerek eredendő plaszticitását mutatják, és megkérdőjelezik azt az elképzelést, hogy a sejtek és organizmusok csak előre meghatározott módon fejlődhetnek. A harmadik állapot azt sugallja, hogy a szervezet halála jelentős szerepet játszhat abban, hogy az élet idővel hogyan alakul át.

Mitől függ a harmadik állapot kialakulása?

Számos tényező befolyásolja, hogy bizonyos sejtek és szövetek képesek-e túlélni és működni egy szervezet halála után. Ezek közé tartoznak a környezeti feltételek, az anyagcsere-aktivitás és a tartósítási technikák. A különböző sejttípusok túlélési ideje eltérő. Az anyagcsere-aktivitás is fontos szerepet játszik abban, hogy a sejtek képesek-e tovább élni és működni.

A sejtek és szövetek továbbélésében a veleszületett túlélési mechanizmusok is kulcsszerepet játszanak. Ezenkívül olyan tényezők, mint a trauma, a fertőzés és a halál óta eltelt idő jelentősen befolyásolják a szövetek és sejtek életképességét. Az életkor, az egészségi állapot, a nem és a faj típusa is tovább alakítják a halál utáni tájképet.

Még sok mindent fel kell tárni

Továbbra is tisztázatlan, hogy e változók összjátéka hogyan teszi lehetővé, hogy bizonyos sejtek a harmadik állapotban a szervezet elhalálozása után is működőképesek maradjanak. Az egyik hipotézis szerint a sejtek külső membránjába ágyazott speciális csatornák és pumpák bonyolult elektromos áramkörökként szolgálnak. Ezek a csatornák és pumpák olyan elektromos jeleket generálnak, amelyek lehetővé teszik a sejtek számára, hogy kommunikáljanak egymással, és olyan speciális funkciókat hajtsanak végre, mint a növekedés és a mozgás, alakítva az általuk alkotott szervezet szerkezetét.

Az is bizonytalan, hogy a különböző sejttípusok milyen mértékben képesek átalakulni a halál után. Korábbi kutatások azt találták, hogy a stresszben, az immunitásban és az epigenetikai szabályozásban szerepet játszó specifikus gének aktiválódnak a halál után egerekben, zebrahalakban és emberekben, ami arra utal, hogy a különböző sejttípusok között széles körben elterjedt az átalakulás lehetősége.

Következmények a biológiára és az orvostudományra

A harmadik állapot nemcsak a sejtek alkalmazkodóképességével kapcsolatban nyújt új betekintést, de új kezelésekre is kínál kilátásokat.

Az antrobotokat például az egyén élő szövetéből lehetne előállítani, hogy gyógyszereket juttassanak célba anélkül, hogy nem kívánt immunválaszt váltanának ki. A szervezetbe befecskendezett mesterséges antrobotok potenciálisan feloldhatnák az érelmeszesedésben szenvedő betegek artériás plakkjait, és eltávolíthatnák a cisztás fibrózisban szenvedő betegek felesleges nyálkáját.

Fontos, hogy ezeknek a többsejtű organizmusoknak véges az élettartamuk, természetes módon négy-hat hét után lebomlanak. Ez megakadályozza a potenciálisan invazív sejtek növekedését.

Ez is érdekelhet:

• Jégcső: vigyázz „a halál jeges ujjaival” a sarkvidéken
• Miért olyan gyakori a Fibonacci-sorozat a természetben?

Kiemelt kép: depositphotos.com