Jen 15 minut elektrických pulzů: Mořské sumky omládly a vědci vidí naději pro lidskou dlouhověkost
InovaceMalý mořský tvor by mohl skrývat tajemství zvrácení procesu stárnutí. Vědci ze Stanfordovy univerzity a dalších institucí zjistili, že krátká série elektrických pulzů vedla u mořských sumek k výraznému a dlouhodobému zlepšení zdraví, které významně prodloužilo jejich životnost.
Malý mořský tvor by mohl skrývat tajemství zvrácení procesu stárnutí. Vědci ze Stanfordovy univerzity a dalších institucí zjistili, že krátká série elektrických pulzů vedla u mořských sumek k výraznému a dlouhodobému zlepšení zdraví, které významně prodloužilo jejich životnost. Tento objev otevírá nové možnosti pro ochranu mořských druhů před oteplujícími se vodami, pochopení degradace kmenových buněk v našem těle a potenciální využití těchto buněk k léčbě různých zdravotních stavů.
„Tato léčba dobíjí kmenové buňky,“ uvedla spoluautorka studie Ayelet Voskoboynik, profesorka biologie na Stanfordu. „Pochopení tohoto mechanismu je klíčem k odhalení toho, jak bychom jednoho dne mohli zpomalit stárnutí kmenových buněk a spustit omlazovací procesy.“ Mořské sumky, bezobratlí, rosolovití tvorové připomínající drobné, pestrobarevné okvětní lístky, se lidem sice příliš nepodobají, ale sdílejí s námi asi 70 % genetického materiálu, což je odkaz společného předka z doby před zhruba 500 miliony let. Vědci je často studují pro zodpovězení otázek týkajících se lidského imunitního systému a kmenových buněk, protože si asi každý týden obnovují veškerou tělesnou tkáň, což usnadňuje pozorování aktivity kmenových buněk.
Experiment začal v roce 2020, kdy se spoluautor studie Jos Domen, vědecký pracovník v oblasti kmenových buněk na Stanfordově lékařské fakultě, snažil pomoci své dceři s vědeckým projektem. Napadlo ho prozkoumat, jak kardiostimulátor ovlivňuje drobná srdce kolonie mořských sumek. Jeho manželka a spoluautorka studie Kimberly Gandy, kardiochirurgka, navrhla použít kardiostimulátor běžně používaný při srdečních operacích. Pozorování drobných srdcí pod mikroskopem vedlo k hypotéze, že posílení nebo lepší koordinace jejich tempa by mohla ovlivnit cyklus a růst kolonie.
Jak se elektrický puls kardiostimulátoru zvyšoval, srdeční frekvence kolonie mořských sumek se zrychlovala a krev proudila jejich systémy volněji. Během 48 hodin vypadala kolonie celkově zdravěji. V následujících dnech po ošetření se jednotlivé mořské sumky zvětšily a zesvětlily. Byly viditelně omlázené. Také rychleji rostly a staly se plodnějšími, což jsou charakteristické znaky mladistvých fyziologických stavů. Vědci opakovali experiment, dokud nenašli optimální stimulaci – tři kola pětiminutových pulzů – a maximální prospěšný zdravotní dopad. Zjistili, že léčba způsobila, že mořské sumky vypnuly genovou aktivitu a poté ji opět nastartovaly.
Analýzou genové exprese bezprostředně po ošetření a 24 hodin později vědci zaznamenali „restart a odraz“ mnoha genů. Dokumentovali, že některé ze stejných genů ovlivněných u mořských sumek jsou ty, které jsou ovlivněny u lidí po náročném tréninku nebo dlouhém běhu – známky stresu a zánětu následované známkami posílení a opravy. Mořské sumky zřídka žijí déle než několik měsíců ve volné přírodě, ale v laboratoři s náležitou péčí mohou žít roky. Patnáct minut elektrické stimulace, kterou vědci aplikovali na kolonii mořských sumek v laboratoři, vyvolalo změny, které trvaly nejméně čtyři měsíce, působící přímo na kmenové buňky, které řídí stárnutí. Při opakování v průběhu času měl proces podobné účinky po dobu více než čtyř let, kdy dlouho žijící kolonie zemřela. Omlazení si užívaly staré i mladé mořské sumky.