Axolotlok, akik négy évesen megállítják az öregedést – hogyan segíthet ez az emberi élet meghosszabbításában?
Az axolotlok, ezek a különleges, rózsaszín szalamandrák, nemcsak fiatalos külsővel rendelkeznek, hanem képesek regenerálni a végtagjaikat is. A kutatásuk új lehetőségeket nyithat az öregedésgátló kezelések terén.
Axolotlok és az öregedés
Az emberek számára az öregedés elkerülhetetlen, ám úgy tűnik, hogy az axolotlok, ezek a híres mexikói szalamandrák, valahogy elkerülik ezt a sorsot – de csak bizonyos határokig írja a National Geographic.
A neoténia jelensége miatt az axolotlok sosem érik el a kifejlett felnőtt állapotot, inkább felnőttként is úgy néznek ki, mint a túlnőtt kicsinyek. Fiatalos megjelenésük mellett, tollas kopoltyúval és háti úszóval rendelkeznek, és nem tapasztalnak jelentős fizikai romlást vagy betegségeket. Képesek végtagjaik, farkuk, sőt, akár szerveik regenerálására is, mindössze 21 éves élettartamuk alatt.
Éppen ezért a fogságban tenyésztett axolotlok – világos rózsaszínűek – gyakori kutatási alanyai a biológusoknak, akik évtizedek óta lenyűgözve figyelik az öregedés elleni küzdelmet.
A legújabb tanulmány egy furcsa titkot fed fel ezekről a különleges lényekről: testük képes leállítani az öregedés egyik kulcsmechanizmusát, az epigenetikai órát. A tudósok csak az axolotl életének első négy évére tudtak megbízható epigenetikai órát létrehozni.
Az epigenetikai óra működése
Az epigenetikai óra az állatok életkorát becsüli meg az alapján, hogyan befolyásolják életük eseményei, például a stressz vagy a táplálkozás a géneik működését. Ha egy állat sok traumán ment keresztül, akkor az epigenetikai kora jelentősen meghaladhatja tényleges életkorát.
Ez a kutatás új reményt adhat az öregedésgátló kezelések felkutatásában, például a gyulladás csökkentésében, ahogy azt a bioRxiv weboldalon publikált tanulmány is jelzi. Az öregedés elleni iparág, amelyet 40 milliárd dollárra értékelnek, várhatóan 2032-re 60 milliárd dollárra nő majd.
Az axolotl genetikai vizsgálata új gyógyszerek kifejlesztését indíthatja el, amelyek segíthetnek a sejtek, izmok, sőt akár a végtagok regenerálásában is, így forradalmi áttörést hozhatnak a regeneratív orvoslás területén.
„Ez hatalmas előrelépés az öregedés és a regeneráció terén” – mondja James Godwin, az MDI Biological Laboratory immunológusa. „Ha megértjük a mechanizmusokat, számos lehetőség nyílhat az emberi egészség javítására.”
Az axolotlok különleges titka
A tanulmány társszerzője, Steve Horvath, az Altos Labs genetikus kutatója, az epigenetikai folyamatok, különösen a DNS-metiláció szakértője. A DNS-metiláció akkor következik be, amikor a szervezet vegyi anyagokat ad hozzá vagy távolít el a DNS-ből, ami ennek következtében be- és kikapcsolja a géneket.
2013-ban egy algoritmust fejlesztett ki, amely a kémiai markerek mintázatát vizsgálva képes meghatározni egy személy életkorát, amit epigenetikai órának nevezett el. Ez az algoritmus folyamatosan képes megjósolni az életkort.
Ahhoz, hogy megtudják, miért olyan különlegesek az axolotlok Horvath Maximina Yunnal, a németországi Dresdai Műszaki Egyetem biológusával dolgozott együtt, aki évek óta tanulmányozza a szalamandrákat. Együtt hozták létre az első axolotl epigenetikai órát.
Yun laborjában a kutatócsoport 180 axolotlot tanulmányozott négy hetes kortól 21 éves korig. Meglepő módon csak az axolotlok életének első négy évére tudtak megbízható epigenetikai órát készíteni. Ezt követően a kémiai markerek egyszerűen nem változtak, mintha az állatok fejlődése leállt volna.
„Nagyon meglepő, szinte el sem hiszem” – mondja Horvath. „Számomra lenyűgöző, hogy az epigenetikai változások szerint az axolotlok úgy tűnik, hogy négy éves koruk körül megállítják az öregedést.”
A megújulás titka
A kutatócsoport ezt követően egy kétfunkciós epigenetikai órát hozott létre, amely az axolotlok és az emberek öregedését egyaránt nyomon követi, a DNS-metiláció alapján.
„Az újdonság abban rejlik, hogy egy olyan órát alkottunk, amely egyszerre működik embereknél és axolotloknál” – magyarázza Horvath.
Ez a kétfunkciós óra azt mutatta, hogy az axolotlok és az emberek hasonló módon öregszenek, de az axolotlok képesek titokzatos módon megállítani ezt a folyamatot.
Egy másik kísérlet során a DNS-elemzés kimutatta, hogy az axolotlok regenerált végtagjai lényegesen fiatalabbak, mint az állat többi része. Más szóval, az új szövet lényegében visszaugrik egy korábbi fejlődési szakaszra.
„Azt gondoljuk, hogy ez kapcsolódhat egyfajta epigenetikai megújuláshoz” – mondja Yun. „De további kutatásokat igényel.”
Új lehetőségek az emberi egészség fejlesztésében
Ez a kutatás új utakat nyithat a regeneratív orvostudományban is. Az emlősök embrióként képesek új szövetet regenerálni sérülés után, ahelyett, hogy heget képeznének. Ezt a képességet azonban az életkor előrehaladtával elveszítik.
Az axolotlok ezzel szemben életük során folyamatosan képesek regenerálni a sérült szöveteket. Ha a tudósok megérthetnék, hogyan működik ez, az elősegíthetné a sebgyógyulást, a végtagok regenerációját és a végtag-amputációk mellőzését.
„A biológiai események meghatározása, amelyek négy éves korban történnek, amikor az axolotlok megállítják az öregedést, kulcsfontosságú annak megértésében, hogyan lehetne reprodukálni a regenerációs képességeiket” – mondja Virginia Byers Kraus, a Duke University Orvosi Karának ortopédia és patológia professzora. (Nem vett részt a kutatásban.)
Továbbá, ahogy öregszünk, a testünkben lévő senescent sejtek, más néven „zombi” sejtek, már nem osztódnak, de továbbra is jelen vannak a testben, ami gyulladást okozhat – a rák és más életkorral összefüggő betegségek kockázati tényezője.
Az axolotlok nagyon kevés ilyen „zombi” sejttel rendelkeznek, valószínűleg regeneratív képességeik miatt. Ha a kutatók megérthetik, hogyan képesek az axolotlok leállítani a fejlődésüket, az segíthetne hatékonyabb öregedésgátló kezelések kifejlesztésében az emberek számára – bár ez még évekig tartó kutatásokat igényel.
Összességében a kutatás „reményt ad nekünk, hogy ha megértjük, hogyan képes az axolotl megállítani az öregedést, talán más élőlényeknél is alkalmazhatjuk ezt a tudást” – mondja Yun.
Kiemelt kép: Depositphotos.com
Ezt is érdemes elolvasni:
Ez a 4 állatfaj használ neveket a saját kommunikációjában
Így viszonyulnak az állatok a halálhoz – a reakciójuk szívszorító és sokkoló
