Durata de viață a viermilor dublată de o dietă strictă Oamenii de știință suspectează că are loc același proces
Căutarea de câteva secole a fântânii tinereții a dezvăluit doar câteva piste promițătoare, dintre care unul aduce o dietă extremă, slabă. Un nou studiu al micului nematod C. elegans începe să explice această minune a restricției calorice și sugerează o modalitate mai ușoară de a atinge longevitatea.
Cercetătorii de la Universitatea Duke au descoperit că îndepărtarea alimentelor de la C. elegans declanșează o stare de dezvoltare arestată: În timp ce organismul continuă să se agite, hrănind, celulele și organele sale sunt expuse într-o stare atemporală, inactivă. Când mănâncă, viermele se dezvoltă din nou conform planificării, dar poate trăi de două ori mai mult decât în mod normal.
Rezultatele apar în PLoS Genetics .
„Este posibil ca dietele sărace în nutrienți din aceleași căi să pună în noi pentru a ne pune celulele într-o stare inactivă”, a spus David R. Sherwood, profesor asociat de biologie la Universitatea Duke. Trucul este de a găsi o modalitate de a manipula farmacologic acest proces, astfel încât să putem găsi beneficiile anti-îmbătrânire fără durerea restricționării dietei.
Aceasta arată nematodul C. elegans marcat cu fluorescența celulelor musculare în verde și fluorescența celulelor germinale în roșu. Aceste celule și altele se opresc la un punct de control în dezvoltare și își încetinesc procesul de îmbătrânire atunci când viermii întâmpină o perioadă de foame .
Credit foto: David Sherwood Lab, Universitatea Duke
În ultimii 80 de ani, cercetătorii au pus o menajerie de organisme model pe o dietă și au văzut că deficiențele nutriționale pot prelungi durata de viață a șobolanilor, șoarecilor, drojdiei, muștelor, păianjenilor, peștilor, maimuțelor și viermilor oriunde cu 30%. Cu 200 la sută mai mult decât omologii lor eliberați.
În afara laboratorului și în lumea reală, organismele precum C. elegans pot experimenta crize de foamete sau foamete, care afectează, fără îndoială, dezvoltarea și longevitatea lor. Colegul lui Sherwood, Ryan Baugh, profesor asistent de medicină la Duke, a arătat că C. elegans eclozează ouăle într-un mediu fără nutrienți și-a închis complet dezvoltarea. El i-a cerut lui Sherwood să investigheze dacă limitarea dietelor la foamete în viața ulterioară ar avea același efect .
Sherwood și colegul său postdoctoral, Adam Schindler, au decis să se concentreze pe ultimele două etape ale dezvoltării larvele C. elegans - cunoscute sub numele de L3 și L4 - în țesuturile și organele critice, cum ar fi vulva în curs de dezvoltare. În timpul acestor faze, vulva viermelui se dezvoltă de la un petic de trei celule la o sferă puțin mai mare de 22 de celule. Cercetătorii au descoperit că atunci când au mâncat alimente în momente diferite în timpul L3 și L4, când dezvoltarea vulvară sa oprit fie în stadiul cu trei celule, fie în stadiul cu 22 de celule, dar nu între.
Aceasta arată nematodul C. elegans marcat cu fluorescența celulelor musculare în verde și fluorescența celulelor germinale în roșu. Aceste celule și altele se opresc la un punct de control în dezvoltare și încetinesc îmbătrânirea lor atunci când viermii întâmpină o perioadă de foame .
Credit foto: David Sherwood Lab, Universitatea Duke
Când au examinat în continuare, cercetătorii au descoperit că nu doar pubianul, ci și toate țesuturile și celulele din organism păreau lipite la ambele puncte de control principale. Aceste puncte de control sunt ca niște cabine de taxare de-a lungul autostrăzii de dezvoltare. Dacă organismul are suficienți nutrienți, dezvoltarea acestuia poate trece la următoarea cabină de taxare. Dacă nu are suficient, el rămâne la caseta de taxare până când a construit substanțele nutritive necesare pentru a le obține tot restul drumului.
„Dezvoltarea nu este un proces continuu, non-stop”, a spus Schindler, autorul principal al studiului. "Organismele trebuie să-și monitorizeze mediul și să decidă dacă acesta este deschis dezvoltării sale. Dacă nu este, oprește-le, dacă este, se duc. Aceste puncte de control par să existe pentru ca animalul să ia această decizie. Și". Decizia are ramificații, deoarece resursele se îndreaptă fie spre dezvoltare, fie spre supraviețuire. "
Studiul a constatat că C. elegans ar putea fi înfometat timp de cel puțin două săptămâni și se poate dezvolta în mod normal la reluarea hrănirii. Deoarece dispozitivul este inoperant în timp ce viermele este în starea sa arestată, această foamete a dublat în esență durata de viață de două săptămâni a viermelui.
„Acest studiu are implicații nu numai pentru îmbătrânire, ci și pentru cancer”, a spus Sherwood. „Unul dintre cele mai mari secrete ale terapiei împotriva cancerului este modul în care celulele canceroase metastazează devreme și apoi inactivă timp de ani de zile înainte de a se trezi din nou. Cred că căile din viermii care arestează aceste celule vor fi aceleași căi care sunt trezite din nou. în metastazele cancerului uman. "
Cercetătorii efectuează acum o serie de studii genetice pentru a vedea dacă pot găsi o altă modalitate de a forța C. elegans în această dezvoltare în așteptare.