Da li slepi miševi kriju ključ za sprečavanje bolesti povezanih sa starenjem?

Slepi miševi prkose jednom od uobičajenih obrazaca među sisarima: iako su mali, pojedine vrste mogu da žive iznenađujuće dugo. Neke vrste, iako teže svega nekoliko grama, mogu da žive nekoliko decenija. Istovremeno podnose veliki metabolički napor, nose različite viruse bez razvoja teških simptoma i poseduju mehanizme koji bi mogli da im pomažu u zaštiti od oštećenja ćelija i nastanka tumora.

Upravo zbog ove neobične kombinacije dugovečnosti i otpornosti slepi miševi sve više privlače pažnju naučnika. Istraživanja ukazuju na to da njihova sposobnost da dugo žive možda nije odvojena od načina na koji kontrolišu infekcije i uklanjaju oštećene ćelije, već da između tih procesa postoje važne biološke veze, piše SciTech Daily.

Posebno su zanimljive vrste iz roda Myotis. Među njima postoje bliski srodnici s veoma različitim životnim vekom, što istraživačima omogućava da porede životinje slične veličine i porekla i tragaju za osobinama koje bi mogle da budu povezane sa sporijim starenjem.

Jedan od najupečatljivijih primera je Myotis brandtii. Zabeležena je jedinka ove vrste koja je bila obeležena u Evropi, a zatim ponovo pronađena 50 godina kasnije. Za životinju tako male telesne mase, takva dugovečnost predstavlja izuzetan biološki fenomen. Nasuprot njoj, Myotis nigricans, vrsta koja živi u Srednjoj i Južnoj Americi, može imati životni vek od približno sedam godina.

Poređenje genoma osam vrsta

Poređenjem genoma osam vrsta iz roda Myotis istraživači su pronašli razlike u genetskim mehanizmima povezanim sa dugovečnošću, imunskom odbranom i zaštitom od tumora. Rezultati ukazuju na mogućnost da zdravo starenje, kontrola infekcija i uklanjanje potencijalno opasnih ćelija nisu potpuno odvojeni procesi.

Imunski sistem mora da reaguje dovoljno snažno da zaustavi patogene, ali ne toliko burno da pri tome ošteti zdrava tkiva. Kod slepih miševa upravo je ova ravnoteža posebno zanimljiva, jer brojne vrste uspevaju da efikasno kontrolišu virusne infekcije bez preterane upalne reakcije koja bi mogla da izazove dodatna oštećenja organizma.

Važan deo istraživanja odnosio se i na ponašanje njihovih ćelija kada pretrpe ozbiljna oštećenja.

Ćelije uzete iz krila slepih miševa uzgajane su u laboratorijskim uslovima, a zatim izlagane supstancama koje izazivaju oštećenja ćelijskog materijala. Kod vrste Myotis lucifugus primećena je zanimljiva reakcija: umesto da prvenstveno aktiviraju mehanizme za popravku oštećene DNK, ćelije su pokretale procese koji vode ka programiranoj ćelijskoj smrti.

Ovaj proces, poznat kao apoptoza, predstavlja jedan od načina na koji organizam može da se zaštiti od potencijalno opasnih ćelija. Kada je ćelija ozbiljno oštećena, naročito ako su promene zahvatile njen genetski materijal, nastavak njene deobe može povećati rizik da se mutacije prenesu dalje. Uklanjanjem takve ćelije organizam sprečava da ona postane izvor budućih problema.

Slični zaštitni mehanizmi privlače pažnju i kod drugih dugovečnih životinja, među kojima su slonovi.

Ovo je povezano sa takozvanim Petovim paradoksom. Teoretski, velike životinje i vrste koje dugo žive trebalo bi da imaju veći rizik od raka, jer imaju više ćelija i više vremena tokom kog može doći do mutacija. U prirodi, međutim, takva jednostavna veza ne postoji. Slonovi, kitovi i pojedine vrste slepih miševa razvili su različite biološke strategije koje im omogućavaju da dugo žive bez proporcionalnog povećanja rizika od tumora.

Slepi miševi i virusi

Kod slepih miševa dodatnu pažnju privlači njihov odnos sa virusima. Ove životinje mogu da budu domaćini različitim virusima, a da pri tome ne razviju ozbiljne simptome kakvi se mogu javiti kod drugih sisara. To ne znači da su slepi miševi neosetljivi na virusne bolesti, već da su kod brojnih vrsta razvijeni veoma efikasni načini kontrole infekcije i upalnog odgovora.

Hronična upala posebno je važna u ovom kontekstu, jer se povezuje sa starenjem i nizom bolesti koje postaju češće u poznijem životnom dobu. Sposobnost slepih miševa da ograniče štetne posledice dugotrajne upale mogla bi da bude jedan od razloga njihove izuzetne dugovečnosti.

Poređenje gena povezanih sa životnim vekom i onih uključenih u odgovor na viruse pokazalo je značajno preklapanje, što ukazuje na moguću vezu između dugovečnosti i načina na koji slepi miševi kontrolišu virusne infekcije.

Kod vrsta iz roda Myotis naročito su zastupljeni geni za proteine koji stupaju u interakciju sa DNK virusima, među kojima su i herpesvirusi. Takve interakcije mogu imati različite uloge, od pomoći virusu da opstane do aktiviranja odbrambenih mehanizama domaćina.

Važnu ulogu u antivirusnoj zaštiti imaju interferoni, signalni proteini iz grupe citokina koji pomažu ćelijama da prepoznaju infekciju i pokrenu odbranu kojom se ograničava širenje virusa.

Kod ljudi i drugih primata evolutivni obrazac delimično je drugačiji, jer su izraženije interakcije sa RNK virusima, među kojima su HIV i SARS-CoV-2. Ovakve razlike mogu pomoći naučnicima da bolje razumeju zašto se isti virus kod različitih domaćina može ponašati na sasvim različite načine.

Kada virus dugo evoluira zajedno sa određenom vrstom, prilagođava se njenim odbrambenim mehanizmima. Ako pređe u novi organizam, odnos između virusa i imunosistema može biti potpuno drugačiji, što je jedan od razloga zbog kojih se proučavanje slepih miševa smatra važnim i za bolje razumevanje zoonotskih infekcija.

Posebno složeno pitanje jeste kako njihov antivirusni sistem uspeva da napadne strani genetski materijal, a da istovremeno ne ošteti sopstvenu DNK.

Proteini koji mogu da deluju protiv virusnog genoma moraju biti izuzetno precizno kontrolisani. U suprotnom, isti mehanizam mogao bi da postane opasan za ćelije domaćina. Razumevanje načina na koji slepi miševi održavaju ovu ravnotežu moglo bi da otkrije dodatne veze između imunosistema, oštećenja DNK i starenja.

Sposobnost leta

Njihova neobična biologija možda je povezana i sa osobinom koja ih izdvaja od svih drugih sisara – sposobnošću aktivnog leta. Let zahteva ogromnu količinu energije. Tokom noćnog lova i prelaženja velikih razdaljina organizam slepog miša izložen je snažnom metaboličkom opterećenju, koje može da poveća ćelijski stres. Pretpostavlja se da su ove životinje tokom evolucije morale da razviju naročito efikasne načine kontrole posledica takvog napora.

Slepi miševi postoje desetinama miliona godina i predstavljaju jednu od najraznovrsnijih grupa sisara. Poznato je više od 1.500 vrsta, a naseljavaju gotovo sve delove sveta osim Antarktika. Među njima postoje lovci na insekte, vrste koje se hrane voćem i nektarom, kao i važni oprašivači i rasprostranjivači semena.

Upravo velika raznovrsnost, uz značajne razlike u životnom veku između blisko srodnih vrsta, čini slepe miševe izuzetno vrednim modelom za istraživanje starenja.

Rezultati, ipak, ne znače da je pronađen jednostavan „gen dugovečnosti“, niti da se mehanizmi slepih miševa mogu direktno preneti na čoveka. Starenje, rak i funkcionisanje imunosistema složeni su procesi u kojima učestvuju brojni geni, ćelijski putevi i faktori iz životne sredine.

Značaj ovih istraživanja je u tome što slepi miševi pokazuju da je tokom evolucije moguće razviti organizam koji decenijama podnosi snažan metabolički napor, održava efikasnu antivirusnu zaštitu, ograničava štetnu upalu i uklanja ozbiljno oštećene ćelije.

Ako naučnici uspeju da utvrde kako su ovi mehanizmi povezani, mogli bi da dobiju nove smernice za istraživanje bolesti koje se kod ljudi češće javljaju sa starenjem.

Slepi miševi zato verovatno neće ponuditi jednostavan recept za duži život, ali njihova biologija može pomoći da se bolje razumeju procesi koji povezuju starenje, rak i odbranu od infekcija. Upravo u tim vezama mogli bi da se kriju novi tragovi za buduća istraživanja ljudskog zdravlja.

(Telegraf Nauka / SciTech Daily)