Малкото морско създание има способността да връща непрестанно биологичния си часовник назад към младостта. Учени проучват дали подобни механизми могат да се приложат при хората

Безсмъртна медуза е способна да върне назад жизнения си цикъл, за да стане отново млада. Учените са се амбицирали да разкрият нейните клетъчни тайни, за да намерят начини, по които и човешките клетки биха могли да се подмладяват.

Мъничките полупрозрачни медузи Turritopsis dohrnii са изненадващо трудни за унищожаване. Морският биолог Мария Милиета от Тексаския университет A&M в Галвестън ги е рязала, подлагала на глад, повишавала е драстично солеността в аквариумите им или ги е поставяла в сладка вода – но тези удивителни създания всеки път успяват да излъжат смъртта.

Подложени на силен стрес, те се вцепеняват внезапно и падат на дъното на съда, в който се намират. Тогава се случва нещо изумително: превръщат се в струпвания от клетки, които по нищо не приличат на възрастната медуза с нейния купол и пипала. В рамките на един до три дни от това струпване на клетки се отделя структура, наречена полип – ранен етап от жизнения цикъл на медузата. Полипът се развива в колония, от която впоследствие израстват нови медузи. “От една медуза, която не умира, се получава колония, способна да създаде стотици други”, казва Милиета. И всяка от тези нови медузи може да се подмлади по същия начин – демонстрирайки привидно безкрайна способност да връща биологичния си часовник назад към младостта, разказва Би Би Си.

Милиета и други учени изследват генетичните и молекулярните процеси, които правят възможно “побеждаването на смъртта” от страна на Turritopsis dohrnii. Разкривайки тези тайни, те се надяват в бъдеще да проучат дали е възможно подобни процеси да бъдат задействани и при хората. Целта не е възрастните да се превърнат обратно в бебета, а

клетките и тъканите да бъдат върнати към по-младо състояние,

за да се подпомогне заздравяването на рани и лечението на заболявания, свързани с напредналата възраст.

“Смятам, че “Светият Граал” в тази област би била регенеративната биология – опитът да се обърне процесът на дегенерация или разграждане, свързан със стареенето – обяснява Майкъл Колдобски, лекар изследовател в университета “Джонс Хопкинс”. - Все още сме далеч от момента, в който ще можем да използваме това в полза на хората, но вярвам, че изучаването на организми, развили тези механизми преди милиони години, може да се окаже изключително ценно.”

Регенеративните способности на Turritopsis dohrnii са разкрити от италиански учен през 1992 г. Той отглеждал животните в лаборатория, но забравил да ги нахрани през уикенда. Когато се върнал, очаквайки да ги намери мъртви, открил нови полипи в съда, разказва Милиета. Скоро биологът Стефано Пираино от Университета в Саленто започнал да проучва какво прави възможно това чудо на подмладяването.

Докато ембрионите се развиват, стволовите клетки се размножават и се превръщат в нервни, мускулни и различни други видове клетки, изграждащи тялото. Обикновено те остават в този конкретен клетъчен вид, докато остареят и загинат. Пираино обаче открива, че по време на подмладяването на “безсмъртната медуза” определени тъкани

се връщат към състояние, подобно на това на стволовите клетки, след което се специализират в други видове клетки

“Зрелите клетки стават “недиференцирани” и се превръщат в нещо друго, необходимо за формирането на полипа”, обяснява Милиета, която е работила в лабораторията на Пираино.

Доколкото е известно на учените, Turritopsis dohrnii е уникална в животинския свят. Макар че някои гущери, червеи и земноводни могат да възстановяват изгубени или увредени части от тялото си, никое от тях не е способно да върне зрелия организъм до състояние на бебе.

Днес учените работят върху разкриването на генетичните процеси, които позволяват на клетките да се върнат назад във времето. Крайната цел е да се открие молекулярният „превключвател“, който управлява процеса. Ако такъв механизъм за контрол съществува и при хората, той би могъл да бъде задействан, за да върне човешките клетки към по-младо състояние. Ако се окаже възможно, това би могло

да ускори заздравяването на рани или увредени тъкани след инсулт или инфаркт,

а може би дори да възстанови щетите, свързани със загубата на зрение вследствие на стареенето, или невродегенерацията, характерна за болестта на Алцхаймер.

“Няма да се превърнем отново в ембриони, за да започнем живота си отначало - казва Колдобски, - но на ниво органи и тъкани смятам, че това е напълно възможно.” Изследванията в тази област са в начален етап, но вече започват да дават известни насоки. В проучване от 2022 г. екип от учени сравнява гените на Turritopsis dohrnii с тези на сродна медуза, за която не е известно да притежава способността за подмладяване.

Turritopsis dohrnii съдържа повече копия на гени, които произвеждат протеини, подпомагащи поправката на мутации и други видове увреждания на ДНК, натрупващи се с възрастта. Притежава и повече копия на гени, произвеждащи протеини, участващи в поддържанетоу т. нар. теломери – малки “капачета” в краищата на ДНК веригите, които предпазват генетичния материал от щети. Теломерите се скъсяват с възрастта, което прави ДНК по-уязвима към увреждания, но засилената способност на “безсмъртната медуза” да ги възстановява може да е един от ключовете към нейното дълголетие.

Междувременно Милиета сравнява гените, които се активират през различните етапи от живота на Turritopsis dohrnii. Тя проучва по-конкретно онези гени, които се включват единствено по време на стадия, в който организмът придобива форма на топка (циста) – етап, през който клетките променят съдбата си, за да създадат нови полипи. “Това може да е знак, че въпросните гени участват в този уникален процес”, отбелязва тя.

В проучвания от 2019 и 2021 г. тя и нейните колеги установяват повишена активност както на загадъчни гени с неизвестни функции, така и на такива, които участват във възстановяването на ДНК и поддържането на теломерите. Друго предварително изследване разкрива известно припокриване между гените, които са свръхактивни в стадия на циста, и гените, свързвани с дълголетието при хората. Според Милиета това подкрепя хипотезата, че между двата вида може да съществуват общи биологични механизми.

В момента Милиета си сътрудничи с Колдобски, за да разберат по-добре тези процеси и евентуално да проучат дали те биха могли да бъдат предизвикани в човешки клетки. Учените вече

са открили начини за индуциране на процеси, наподобяващи подмладяване,

в клетки на бозайници, но прилагането им върху човешки тъкани се оказва трудно. Колдобски се надява, че изучаването на Turritopsis dohrnii може да разкрие по-ефективни методи за постигане на този резултат.

Но макар да изглежда непобедима, “безсмъртната медуза” всъщност е крехка. В лаборатория някои екземпляри, изглежда, не са способни да се подмладяват. А дори и при онези, които го правят, вероятно съществува краен лимит на броя на подмладяванията, преди в крайна сметка да умрат от старост. Трудно е да се каже със сигурност, тъй като е сложно този вид да се отглежда в лабораторни условия за дълъг период от време. Освен това в естествената им среда съществуват множество фактори, които вероятно водят до смъртта им – като например променливата наличност на планктон (основната им храна), хищници или водорасли, които задушават колониите им.