Γονίδιο FoxO, ενεργά βλαστοκύτταρα και αθανασία

Γιατί γερνάμε και πεθαίνουμε; Θα κατακτήσουμε κάποια μέρα την αιώνια ζωή; Δεν είναι ευρέως γνωστό αλλά υπάρχει ένας οργανισμός που λέγεται ύδρα (hydra) και δεν δείχνει κανένα σημάδι γήρανσης. Πρόκειται για ένα υδρόζωο που έχει μορφή πολύποδα λίγων χιλιοστών και είναι παρόν σχεδόν σε κάθε λίμνη. Τώρα, Γερμανοί ερευνητές ανακάλυψαν μια αναπάντεχη σύνδεση της ύδρας με την ανθρώπινη γήρανση, ένα γονίδιο που ονομάζεται FoxO και χαρίζει τουλάχιστον τη μακροζωία, αν όχι την αθανασία.

Ύδρα, αθανασία και βλαστοκύτταρα

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 και επικεντρώνεται στην ύδρα, τον μικροσκοπικό πολύποδα των γλυκών νερών ο οποίος δεν δείχνει σημάδια γήρανσης και έχει έτσι κατακτήσει εν δυνάμει την αθανασία (αν και δεν υπάρχει ομοφωνία γι’ αυτό).

Υπάρχει πάντως μια σχεδόν απλή εξήγηση για αυτό το φαινόμενο της βιολογικής αθανασίας της ύδρας: τα συγκεκριμένα υδρόζωα είναι ασεξουαλικά: αναπαράγονται μέσω 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 βλαστοκύτταρα ικανά για συνεχή πολλαπλασιασμό. Χωρίς αυτά τα βλαστικά κύτταρα τα ζώα δεν μπορούν πλέον να αναπαραχθούν. Χάρη στην φημολογούμενη αθανασία της, η ύδρα έχει αποτελέσει, όπως είναι επόμενο, το αντικείμενο πολλών μελετών σχετικά με τη διαδικασία γήρανσης.

Ο άνθρωπος δεν έχει την αστείρευτη ικανότητα της ύδρας να διαθέτει βλαστοκύτταρα που πολλαπλασιάζονται στο διηνεκές. Σταδιακά, καθώς γερνά, τα ανθρώπινα βλαστοκύτταρα χάνουν την ικανότητα μετατροπής τους σε νέα κύτταρα διαφορετικών ιστών. Τελικά οι γηράσκοντες ιστοί του δεν μπορούν να αναγεννηθούν, φθείρονται και πεθαίνουν. Εάν 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 βλαστοκύτταρα καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής του, μπορεί λοιπόν να προσφέρει σημαντικές πληροφορίες για τη γήρανση.

Το γονίδιο FoxO και η ανθρώπινη μακροζωία

«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 βλαστοκύτταρα 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.

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

Τα πειράματα αυτά έδειξαν ότι τα ζώα που δεν έφεραν ενεργή εκδοχή του γονιδίου διέθεταν σημαντικά λιγότερα βλαστοκύτταρα 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».

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.

Δείτε επίσης