Ce sunt ursuleții de apă? Cum ne vor încetini îmbătrânirea?

Oamenii de știință care studiază creaturile misterioase numite tardigrade ar putea fi pe cale să descopere un nou instrument în lupta împotriva îmbătrânirii umane. Uneori numiți ursuleți de apă, aceste animale aproape microscopice, cu opt picioare, pot supraviețui în condiții care ar ucide majoritatea celorlalte forme de viață.

Asta pentru că au proteine care formează geluri în interiorul celulelor și încetinesc procesele de viață și deteriorare celulară – iar acest gel ar putea fi un elixir anti-îmbătrânire.

O echipă internațională de cercetători a introdus proteinele de tardigrad în celule umane într-un laborator, descoperind că le-au încetinit și au intrat într-o formă de hibernare – la fel ca cele din creaturile ‘indestructibile’.

Tardigradele sunt mici animale segmentate care trăiesc în apă, cu opt picioare, care locuiesc în habitate umede, precum mușchiul sau lichenul.

Rezultatele noi oferă indicii pentru o modalitate de a pune celulele sau țesuturile oamenilor într-o formă de suspendare a vieții, la fel ca și în cazul tardigradelor atunci când sunt stresate.

Chiar și atunci când sunt de doar jumătate de milimetru lungime, tardigradele pot supraviețui presiunii imense a adâncimilor mărilor, temperaturilor extreme ridicate și scăzute, deshidratării totale, foametei pe termen lung și chiar vidului și radiațiilor spațiului cosmic.

Secretul lor: suspensia biologică. Când sunt stresate, întregul lor corp începe să încetinească, inclusiv la nivel microscopic.

Ele pot intra într-o stare numită biostază, în care pot tolera deshidratarea aproape completă, timp de ani de zile, până când apa devine din nou disponibilă.

Acum, oamenii de știință au descoperit că proteinele care fac posibilă biostaza în tardigrade pot avea un efect similar asupra celulelor umane.

Cercetătorii propun un plan de a trimite tardigrade către stele îndepărtate la 100 de milioane de mile pe oră folosind lasere masive, într-o încercare de a vedea cum le afectează călătoria interstelară în spațiul cosmic.

Descoperirea aceasta ar putea însemna că tardigradele sunt o armă importantă în lupta împotriva îmbătrânirii umane.

Dacă celulele noastre ar putea rezista daunelor ADN-ului de la soare sau expunerilor toxice, la fel ca celulele tardigradelor, atunci poate întregul proces de îmbătrânire ar putea fi încetinit, sugerează oamenii de știință din spatele noului studiu.

În mod mai imediat, această descoperire înseamnă că celulele stem umane sau medicamentele precum produsele de sânge pentru hemofilie, care necesită refrigerare, ar putea fi expediate fără să fie înghețate, extinzând accesul la medicamente salvatoare de viață pentru oamenii din țările în curs de dezvoltare.

Partea crucială a acestui proces este un set de proteine numit CAHS, proteine ‘intrinsec dezordonate’ care încetinesc ursulețul de apă până la punctul de biostază.

În biostază, animalul devine un ‘tun’, numele pentru un tardigrad adormit.

Această abilitate este una dintre multele care le permit să supraviețuiască în condiții extreme.

Tardigradele sunt clasificate ca extremofile, deoarece pot supraviețui în condiții uscate, transformându-se într-o stare deshidratată, în care pot rămâne mulți ani.

În starea de tun, tardigradele pot suporta tot felul de abuzuri fără a fi rănite.

Ele pot fi expuse de multe ori la cantități de radiații care ar ucide o persoană, dar supresoarele de deteriorare din ADN le mențin în siguranță.

Pot fi încălzite până la 150 de grade Celsius sau răcite până la aproape 260 de grade sub zero.

Atâta timp cât rămân în biostază, sunt în siguranță.

Oamenii de știință obișnuiau să creadă că aceasta se datora unui zahăr numit trehaloză, pe care tardigradele și alte microorganisme tolerante la deshidratare o pot produce.

Dar mai recent, au descoperit că aceasta nu este întreaga imagine.

În timp ce trehaloza pare să protejeze unele materiale biologice sensibile, se pare că proteinele CAHS sunt responsabile pentru încetinirea tuturor și oprirea tardigradelor în timp.

În biostază, lichidele din corpul unei tardigrade se transformă în geluri, pe măsură ce moleculele încetinesc pentru a intra în starea de tun.

Cercetările anterioare au arătat că pe măsură ce tardigrada începe biostaza, corpul său produce tot mai multe proteine CAHS.

Și cu cât mai multe proteine CAHS, cu atât mai gelatinos devine interiorul animalului.

În noul studiu, introducerea proteinelor CAHS în celulele umane le-a făcut să încetinească și să se transforme în gel.

‘Uimitor, când introducem aceste proteine în celulele umane, ele se transformă în gel și încetinesc metabolismul, la fel ca în cazul tardigradelor‘, a declarat autorul studiului, Silvia Sanchez-Martinez, cercetător științific principal la Universitatea din Wyoming.

‘Mai mult, la fel ca tardigradele, atunci când pui celule umane care au aceste proteine în biostază, devin mai rezistente la stresuri, conferind unora dintre abilitățile tardigradelor celulelor umane‘, a spus Sanchez-Martinez.

Ce este și mai important, procesul ar putea fi inversat – la fel ca tardigradele care ies din biostază.

‘Când stresul este eliminat, gelațiile tardigradei se dizolvă, iar celulele umane revin la metabolismul lor normal‘, a spus autorul principal al studiului, Thomas Boothby, profesor asistent de biologie moleculară la Universitatea din Wyoming.

Rezultatele oferă indicii despre modul în care tardigradele pot cultiva o toleranță atât de supraomenească la stres, dar asta nu e tot, Boothby, Sanchez-Martinez și coautorii lor au scris: ‘Descoperirile noastre oferă o cale pentru dezvoltarea tehnologiilor centrate în jurul inducerii biostazei în celule și chiar întregi organisme pentru a încetini îmbătrânirea și a îmbunătăți stocarea și stabilitatea.‘

Această descoperire recentă a adus lumii științifice o viziune revoluționară asupra posibilităților de încetinire a procesului de îmbătrânire și de îmbunătățire a stocării și stabilității celulelor și țesuturilor. Proteinele tardigradelor au demonstrat că pot transforma celulele umane într-o stare de hibernare, asemănătoare cu cea a acestor creaturi microscopice, oferindu-le astfel capacitatea de a rezista mai bine la stresurile mediului și de a-și menține integritatea structurală și funcțională în condiții extreme.

Perspectivele deschise de această descoperire sunt extrem de promițătoare. În viitor, este posibil să putem utiliza aceste proteine pentru a dezvolta terapii anti-îmbătrânire și tratamente care să îmbunătățească calitatea vieții și longevitatea umană. De asemenea, posibilitatea de a pune celulele sau țesuturile într-o formă de hibernare ar putea revoluționa domeniul stocării și transportului medicamentelor și a altor produse biologice sensibile, fără a fi nevoie de condiții de refrigerare.