Zašto ljudi stare? Zbog čega umiremo? Postoji li život bez procesa starenja? Ova i slična pitanja već stoljećima fasciniraju znanstvenike, a sada su istraživači iz njemačkog Kiela sasvim slučajno došli veoma blizu odgovora na ova pitanja, javlja portal ScienceDaily. Naime, proučavajući dugovječnost polipa hidre, znanstvenici su potpuno nenadano pronašli i poveznicu sa starenjem kod ljudi.
Istraživanje koje su združenim snagama proveli znanstvenici sa Sveučilišta u Kielu i Sveučilišnog medicinskog centra Schleswig-Holstein (UKSH) objavljeno je u prošlotjednom izdanju časopisa Proceedings oft he National Academy of Science (PNAS), a u članku će ponajviše biti riječi o polipu hidri i njegovoj (navodnoj) besmrtnosti.
Ovaj maleni polip živi u dubokim vodama i, prema trenutačnim saznanjima, ne pokazuje znakove starenja, što ga čini praktički besmrtnim. Suprotno očekivanjima, iza beskonačnog života ovog organizma zapravo stoji prilično jednostavno biološko objašnjenje – hidre su aseksualni organizmi koji se razmnožavaju procesom „pupanja“ (eng. budding). Radi se o razmjerno jednostavnom procesu u kojem jedna jedinka razvija tzv. „pupove“ koji ostaju pričvršćeni za „majku“ sve do trenutka kada postanu sasvim zreli. Budući da je razmnožavanje aseksualno, „pupovi“ su zapravo klonovi „majke“ te, jednom kada se odvoje i otpočnu vlastiti proces razmnožavanja, šire uvijek isti genski materijal. Osnovna pretpostavka ovakvog oblika reprodukcije jest ta da svaki polip sadržava matične stanice sposobne za praktički neograničenu proliferaciju. Bez takvih stanica, ovi organizmi više ne bi bili sposobni za razmnožavanje. Upravo zbog svoje dugovječnosti, hidra je bila predmet mnogih znanstvenih istraživanja u proteklim godinama, no ovo je prvi put da je pronađena veza između besmrtnosti polipa i starenja kod ljudi.
Kada ljudi stare, sve veći broj njihovih matičnih stanica gubi sposobnost umnožavanja, a time i sposobnost stvaranja novih stanica. Kada određeno tkivo dovoljno ostari, ono se više ne može regenerirati, što je glavni razlog, primjerice, odumiranja mišića kod starih ljudi. Također, starije osobe često osjećaju slabost jer su procesom starenja zahvaćeni i njihovi srčani mišići. Kada bi na neki način mogli utjecati na usporavanje ovih nuspojava starenja, ljudi bi se mogli osjećati fizički bolje mnogo dulje nego što je to sada uobičajeno. Proučavanje tkiva kod organizama „punih“ aktivnih matičnih stanica tijekom čitavog života moglo bi nam pružiti bolji uvid u starenje matičnih stanica općenito. Naravno, konačni cilj svih istraživanja ovog tipa je razumijevanje procesa starenja, kako bi se na njega barem na neki način moglo utjecati i kod ljudi. Po tome ni ovo istraživanje nije bilo iznimka.
„Na naše veliko iznenađenje, potraga za genom koji hidri omogućava besmrtnost dovela nas je do takozvanog FoxO gena“, kaže Anna-Marei Bohm, studentica na doktorskom studiju i prvopotpisana suautorica članka u kojem se izlažu rezultati istraživanja. FoxO gen postoji kod svih životinja i ljudi i znanstvenici za njega znaju već godinama. Ipak, sve do sada nije se znalo ništa o tome zašto ljudi s godinama imaju sve manje matičnih stanica koje su uz to i sve neaktivnije, koji su biokemijski mehanizmi povezani s ovim procesom i kakvu ulogu u starenju ima gen FoxO. Kako bi pronašli ovaj očito važni gen, istraživači su izolirali matične stanice iz hidre i mapirali sve njene gene.
Istraživački tim s kielskog Sveučilišta proučavao je FoxO gen kod nekoliko različitih genetski modificiranih polipa – hidre s normalnim FoxO genom, s neaktivnim FoxO genom i s pojačanim FoxO genom. Na temelju nekoliko eksperimenata znanstvenici su uspjeli dokazati da organizmi bez FoxO gena posjeduju mnogo manje matičnih stanica od preostalih organizama. Zanimljivo, kod ovih organizama zabilježene su i drastične promjene u imunološkom sustavu. „Drastične promjene slične onima kod hidre često su zabilježene kod starijih ljudi“, objašnjava Philip Rosenstiel s Instituta za kliničku molekularnu biologiju pri UKSH-u, koji je zajedno sa svojim timom stručnjaka sudjelovao u pojedinim dijelovima istraživanja.
„Naš istraživački tim pokazao je kako postoji izravna veza između gena FoxO i procesa starenja. FoxO gen je posebno aktivan kod ljudi koji su doživjeli preko sto godina starosti i to nam je bio samo dodatni dokaz kako ovaj gen ima veoma važnu ulogu u procesu starenja, i to ne samo kod hidri, već i kod ljudi“, kaže Thomas Bosch s Insituta za zoologiju Sveučilišta u Kielu, glavni autor studije.
Ipak, trenutno ne postoji način da se ova hipoteza uistinu i provjeri, budući da bi takav poduhvat zahtijevao i genetsku manipulaciju ljudi, granicu koju znanost (još uvijek) ne prelazi. Usprkos tome, Bosch naglašava kako su rezultati ovog istraživanja veliki korak naprijed u razumijevanju kako i zašto ljudi stare. Budući da daljnja istraživanja na ljudima nisu moguća, znanstvenici će se u narednom vremenu posvetiti proučavanju načina na koje gen FoxO funkcionira kod hidre te proučavanju načina na koji na njegovu aktivnost djeluju određeni utjecaji iz okoline.
Znanstveno gledano, studija opisana u ovom članku imala je dva veoma važna zaključka. S jedne strane, znanstvenici su prezentirali uvjerljivi dokaz da gen FoxO igra veoma važnu ulogu pri održavanju aktivnosti i brojnosti matičnih stanica. Iz toga logično slijedi kako upravo ovaj gen potencijalno određuje životni vijek živih organizama. S druge strane, rezultati istraživanja pokazuju i kako starenje/dugovječnost kod živih organizama ovisi o dva temeljna faktora: održavanju matičnih stanica i održavanju funkcionalnosti imunološkog sustava.
Pred znanstvenicima je sada dugi put razumijevanja FoxO gena i njegove potencijalne upotrebe kao funkcionalnog eliksira mladosti.
