Архив за етикет: геронтология

Защо слонът и къртицата не хващат рак

Всяко слонче би трябвало да умира от рак на дебелото черво още на 3-годишна възраст. Въпреки малкия си ръст, къртиците живеят цели 30 години .

През 1977 г. проф. Ричард Пето от Оксфорд обръща внимание на един смайващ факт: “Ние, хората, би трябвало да страдаме от рак много повече от мишките, а не е така.”Аргументът му е подкупващо прост. При всяко деление на клетката има малък шанс да настъпи мутация и растежът на новата клетка да се ускори. След няколко такива мутации клетките се превръщат в ракови. От друга страна, колкото по-голям е един организъм, толкова повече са клетките му. А и колкото по-дълго живее, толкова повече пъти се делят те.

При хората има 10 000 пъти повече клетъчни деления, отколкото при мишките. Следователно при нас, хората, ракът би трябвало да е статистически 10 000 пъти по-често явление, но не е. Рискът от рак за човека и за мишката е еднакъв, пресметнат според продължителността на живота им.

Така през 1977 г. науката се изправя пред нова загадка, която получава името Парадокс на Пето. Блъскайки главите си над нея, учените развиха теория, че големите и дълголетни животни би трябвало да имат някакви допълнителни средства за борба с рака. А най-големите и най-дълголетните би трябвало да имат и най-богат противораков арсенал. Иначе просто биха изчезнали като видове, и то отдавна.

Следвайки тази логика, Джошуа Шифмън, онколог от Университета на Юта, се насочва към слоновете – най-големите сухоземни бозайници. И се натъква на една наистина слонска мистерия. “Всяко слонче би трябвало да умира от рак на дебелото черво още на 3-годишна възраст”, пресмята д-р Шифмън. Вместо това слоновете са най-дълголетните бозайници и освен това имат незначително малък процент случаи на рак.

Чрез специални белтъци те убиват туморните клетки, пише ученият в списанието на Американската медицинска асоциация. Сведенията за това, от какво умират слоновете, са доста оскъдни. Но екипът на Шифмън се заровил в архива на зоопарка в Сан Диего. Оказва се, че там има данни за некропсии на негови питомци, сред които и слонове. Друг извор на сведения била “Енциклопедия на слона”, в която също има архив с причините за смъртта на голям брой слонове, дресирани за цирка или обитатели на зоопаркове.

Така се събрали данни за причините за смъртта на общо 644 слона. Въз основа на тях е изчислено, че от рак умират под 4% от слоновете, докато при хората този дял е между 11 и 25%. Разликата става още по-смайваща предвид на факта, че слонът е стотици пъти по-тежък от човека и неговата клетъчна маса е несъизмеримо по-голяма.

Анализът на кръвни проби позволява на д-р Шифмън да разгадае Парадокса на Пето. Оказва се, че слоновете имат допълнителни копия на ген, който засича проблеми в клетките. Африканските например имат по 20 копия на гена p53 от всеки родител. Хората наследяват само по едно копие от този ген от всеки родител. P53 е много стар ген, наличен при всички многоклетъчни. Той отговаря за синтеза на един белтък, чрез който се извършва мониторинг на всяка клетка за евентуални повреди в нейната ДНК.

В някои случаи белтъкът стартира механизъм за ремонт на дефекта. В други блокира по-нататъшното деление на клетката, докато ремонтът й не приключи. Случва се обаче и друго – р53 сякаш преценява, че клетката е безнадеждно увредена, и стартира процес, наречен апоптоза (самоубийство на клетката).

Р53 има ключово значение за предпазването от рак

и се сочи като емблематичен пример за тумор-супресорен ген. Колко важен е този ген, става ясно, ако се види какво се случва с хората с вроден дефект именно на р53. Те страдат от т.нар. Синдром на Ли-Фромели. При тях рискът да развият тумор е почти 100% и те се разболяват от рак още като деца. Освен това до смъртта си развиват няколко вида рак.

Друг изследователски екип – на д-р Винсънт Линч, биолог от Чикагския университет, също тръгва по “слонската диря”, за да обясни Парадокса на Пето. Той също открива 20-те двойки на р53, но поема в друга посока. Като сравнява запазена ДНК във вкаменелости на прародителите на днешния слон, д-р Линч проследява еволюцията на р53. Екипът му изследва останки от космати мамути и от мастодонти и открива, че малките предтечи на слона са имали само по една двойка копия от р53, тоест като хората и другите бозайници. Но колкото по-големи стават те, толкова повече расте броят на копията р53. “Това се е случило само при вида слонове”, пише д-р Линч в сп. “Илайф”.

За да разберат как действат копията на р53 срещу рака, и двата екипа направили експерименти със слонски клетки, като ги изложили на радиация, увреждаща ДНК. Екипът на Шифмън ги бомбардирал с радиоактивни частици, а д-р Линч ги облъчил с ултравиолетови лъчи. Те очаквали слонските клетки да бъдат по-добри при ремонта на ДНК, но не се оказало така. И в двата случая, вместо да поправят увредените части на ДНК, клетките просто извършили апоптоза (клетъчна смърт ).
Шифмън осъзнал, че това е уникално ефикасен начин за блокиране на тумори. „Ако просто убиеш клетката, това те отървава от риска да развиеш рак. Те сякаш казват: „Ние сме слонове, ние имаме изобилие от клетки“, обяснява д-р Шифмън. Клетките на хора със синдрома на Ли-Фромели много рядко умират при излагане на радиация. Това също доказва, че клетъчната апоптоза се командва от р53, добавя той.

Генни изследвания при други гигантски животни са установили други адаптации, които предпазват от рак. По-рано тази година учени публикуваха генома на гренландския кит, който живее над 200 г. и достига тегло от 100 тона. Те открили в него мутации или дублиране в няколко гена, също свързани с ремонта на ДНК или с остаряването.

Къртиците обаче са малки животни, но живеят необичайно дълго – цели 30 години, без да хващат рак. При тях честотата му е неестествено ниска. Изследването им показва, че имат необичаен вариант на белтък, който регулира клетъчната адхезия (способността на клетките да се прикрепят една за друга). Когато някоя клетка расте бързо и стане твърде голяма, тя започва да притиска околните и този белтък блокира делението й. Това е съвсем различно от слонското решение на проблема с туморните клетки. Всъщност слоновете засега са единствените бозайници, за които се знае, че борят рака с повече копия на гена р53.

Д-р Шифмън допуска, че папагалите, китовете и костенурките си имат своя тактика на дълголетието. „Не е изненадващо, че различни дълголетни и големи животни са разработили различни начини за справяне с риска да имаш повече клетки“, казва Мел Грийвс от Института за изследване на рака в Лондон. Шифмън се надява, че откритието му ще доведе до разработка на нови методи за превенция на рака. „Еволюцията е имала 55 милиона години, за да намери начини да се справя с рака. Тогава още не е имало хора. Ето защо от нас зависи да прочетем тази страница от книгата на природата и да използваме информацията в нея за онези от нас, които имат нужда“, казва д-р Шифмън. Екипът му планира скрининг на голям брой вещества в търсене на молекули със сходен ефект на слонските копия на p53.

Би могло нова технология като наночастиците да доставя слонски p53 в човешки клетки като начин за превенция или лечение на рак. Грийвс обаче е скептичен. „В тези открития няма потенциал за преки приложения при лечение – казва той. – Те обаче вадят на фокус необичайно високия риск от рак при хората в сравнение с големите животни.

Скептична е и д-р Патриша Мюлер, онколог от токсикологичното отделение на университетската болница в Лестър. Според нея, преди да се разбере как точно действат срещу рака слонските гени р53, те не бива да се прилагат за терапии на хората. Опити с мишки са показали, че р53 има и тъмна страна – ускорява стареенето, посочва д-р Мюлер.

 

На челната снимка: Изгаряне на контрабандни запаси от слонова кост, системно натрупвани в Африка.

Източник: 24CHASA.bg
16.07.2016

Как остаряваме

 Особенoстите на третата възраст най-вероятно се предават по майчина линия.

АФП, 10.07.2016

Малък фрагмент от човешката ДНК, който се наследява изцяло от майката, може би определя дали ще сме здрави при остаряването ни, пише АФП, позовавайки се на ново научно изследване.

Екипът на Испанския национален център за кардиологични проучвания е наблюдавал две групи генетично модифицирани лабораторни мишки. Животните  били напълно идентични, като изключим митохондриалната им ДНК. В резултат на това мишките от едната група  се оказали много по-здрави и жизнени през остаряването си.

„Начинът по-който остаряваме може би се определя много преди самото остаряване да започне”, смятат испанските изследователи.

Предишни проучвания са предполагали значението на митохондриалната ДНК за здравословното състояние на човека. Но въпросът остава без категоричен отговор заради противоречащи си наблюдения, разкрива ръководителят на изследването Хосе Антонио Енриксес. Според него сегашните доказателства „определено демонстрират” връзката.

Всяка клетка в човешкото тяло съдържа около 20-25 000 гени, които са в клетъчното ядро – т.нар. ядрена ДНК. Едва 37 се намират в митохондриите – клетъчни структури, отговарящи за превръщането на различни вещества като захарта и кислорода в енергия.

Ядрената ДНК се предава на децата от двамата родители, докато митохондриалната ДНК се наследява само от майката. Генетични мутации, при които митохондриите биват засегнати, обикновено водят до дефекти в отделни органи и дори смърт.

Двете групи лабораторни мишки  били подбрани така, че да имат напълно еднаква ядрена ДНК, а митохондриалната им ДНК била само с 0,5% разлика. Средната продължителност на живота на такива експериментални мишки е 2 години. Животните от едната група, остарявайки се оказали по-здрави, по-активни, с по-запазена мускулна маса и дишали по-добре, в сравнение с другата група. Те  живели и по-дълго, съобщава Енрикес.

Испанските учени смятат, че експериментално установеното влияние на митохондриалнта  ДНК вероятно е  сходно с това на хората.

Източник: Студия Трансмедия