Wstępne badania sugerują, że jeśli zostanie odpowiednio wykorzystana, „hibernująca biologiczna supermoc” może otworzyć nowe kierunki leczenia chorób metabolicznych i uszkodzeń nerwów – Zdjęcie: AI
U wielu ssaków hibernacja to szczególny stan biologiczny, który pomaga organizmowi spowolnić metabolizm, oszczędzać energię i wytrzymać trudne warunki środowiskowe. Według profesora genetyki Christophera Gregga z Uniwersytetu Utah, to geny regulujące ten proces tworzą „szereg biologicznych supermocy”, takich jak odporność na uszkodzenia mózgu i selektywna insulinooporność.
Kiedy zwierzęta budzą się z hibernacji, krew napływa do mózgu, co normalnie spowodowałoby udar u ludzi. Jednak dzięki specjalnemu mechanizmowi ochronnemu ich mózgi nie ulegają uszkodzeniu.
Ponadto niektóre zwierzęta, na przykład wiewiórki ziemne, mogą wykształcić insulinooporność, co pozwala im gromadzić tłuszcz przed hibernacją, lecz później ta zdolność naturalnie zanika.
Co zaskakujące, ludzie również posiadają podobne segmenty genów i naukowcy sądzą, że możemy w pełni wykorzystać te mechanizmy do celów medycznych.
Przełom w badaniach na myszach laboratoryjnych
W badaniu opublikowanym w czasopiśmie Science 31 lipca zespół badawczy z University of Utah (USA) zidentyfikował kluczowe czynniki zlokalizowane w pobliżu klastra genów FTO, które mają związek z kontrolą metaboliczną, masą ciała i ryzykiem otyłości u ludzi.
Chociaż myszy nie zapadają w sen zimowy, mogą zapadać w stan „torporu”, czyli chwilowej senności, gdy są głodne, na tyle długi, by zbadać podobne mechanizmy genetyczne. Za pomocą narzędzia do edycji genów CRISPR naukowcy „wyłączyli” pięć niekodujących regulatorowych sekwencji DNA (CRE) u myszy i zaobserwowali:
Usunięcie segmentu CRE o nazwie E1 spowodowało znaczny przyrost masy ciała u samic myszy karmionych dietą bogatą w tłuszcze.
Usunięcie segmentu E3 zmienia sposób, w jaki myszy żerują w środowiskach eksperymentalnych.
Innymi słowy, modyfikacja zaledwie kilku niewielkich fragmentów DNA wystarczyła, aby zmienić zachowanie, metabolizm i reakcje fizjologiczne myszy. Otwiera to możliwość modyfikacji ludzkiego metabolizmu poprzez podobne skupiska genów.
Czy możliwe jest aktywowanie „trybu hibernacji” u ludzi?
Naukowcy ostrzegają, że zastosowanie podobnych zmian genetycznych u ludzi nie będzie takie proste.
„Ludzie nie są w stanie zapaść w stan odrętwienia w wyniku postu, tak jak myszy, dlatego trudno jest symulować ten sam mechanizm” – zauważa profesor Joanna Kelley (Uniwersytet Kalifornijski w Santa Cruz).
Ponadto, podczas gdy odrętwienie u myszy wywoływane jest przez głód, prawdziwa hibernacja u gatunków takich jak niedźwiedzie jest kontrolowana przez rytmy dobowe i hormony.
Jednak badania wciąż stanowią podstawę nowych kierunków leczenia. W dłuższej perspektywie Gregg ma nadzieję opracować leki regulujące ludzki „węzeł genów hibernacji”, pomagając chronić nerwy i stabilizować metabolizm bez wprowadzania pacjentów w stan faktycznej hibernacji.
Perspektywy w medycynie przyszłości
Odkrycie genów związanych z hibernacją to nie tylko wielki krok naprzód w biologii, ale także otwiera ogromne możliwości zastosowań we współczesnej medycynie.
Jeśli zrozumiemy, jak działają te geny, a zwłaszcza to, jak pomagają zwierzętom regulować metabolizm, oszczędzać energię i chronić organizm podczas hibernacji, być może uda się je wykorzystać do opracowania nowych metod leczenia ludzi.
Naukowcy mają nadzieję, że dzięki kontrolowanemu mechanizmowi insulinooporności u zwierząt zapadających w sen zimowy uda im się znaleźć skuteczniejsze sposoby radzenia sobie z otyłością i cukrzycą typu 2.
Fakt, że zwierzęta mogą „przeżyć” bez uszkodzeń mózgu po dopływie krwi, ma istotne znaczenie dla opracowania metod zapobiegania uszkodzeniom neurologicznym, np. po udarze.
Ponadto technologia ta może być stosowana w medycynie kosmicznej i intensywnej terapii do wprowadzania ludzi w stan spowolnionego metabolizmu (podobny do hibernacji), aby przedłużyć życie w przypadku ciężkich urazów lub podczas długich podróży kosmicznych.
Choć przed nami wciąż wiele wyzwań, badania te otwierają zupełnie nowy kierunek, w którym ludzie mogą wykorzystać własne geny dla swojego zdrowia i życia.
Source: https://tuoitre.vn/con-nguoi-co-sieu-nang-luc-ngu-dong-tiem-an-trong-gene-20250805211824781.htm
Komentarz (0)