Η «αθάνατη» μέδουσα που ξαναγίνεται νέα και τα μυστικά της γήρανσης

Μια μικροσκοπική μέδουσα, η Turritopsis dohrnii, που είναι γνωστή ως «αθάνατη μέδουσα», βρίσκεται στο επίκεντρο της έρευνας επιστημόνων που μελετούν τη γήρανση. Το είδος μπορεί να επιστρέφει σε προηγούμενο στάδιο της ζωής του, και οι ερευνητές εξετάζουν αν κάποιοι από τους μηχανισμούς του θα μπορούσαν μελλοντικά να αξιοποιηθούν στην ανθρώπινη ιατρική.

Η θαλάσσια βιολόγος Μαρία Μιλιέτα, του Πανεπιστημίου Texas A&M στο Γκάλβεστον, έχει υποβάλει τις μέδουσες σε ακραίες συνθήκες στο εργαστήριό της: τις έχει κόψει, βράσει, αφήσει χωρίς τροφή και εκθέσει σε απότομες αλλαγές της αλατότητας του νερού. Πολλές από αυτές, αντί να πεθάνουν, επιβιώνουν με έναν ασυνήθιστο τρόπο.

Από τη μέδουσα στον πολύποδα

Όταν βρεθεί υπό έντονη πίεση, η μέδουσα βυθίζεται στον πυθμένα και χάνει τη μορφή της ενήλικης μέδουσας, με το σώμα σε σχήμα ομπρέλας και τα πλοκάμια. Στη θέση της σχηματίζεται μια μικρή σφαιρική μάζα κυττάρων. Μέσα σε μία έως τρεις ημέρες, από αυτή αναπτύσσεται ένας πολύποδας, δηλαδή μια μορφή που αντιστοιχεί σε πρώιμο στάδιο της ζωής του ζώου. Ο πολύποδας δημιουργεί αποικία, από την οποία μπορούν να προκύψουν εκατοντάδες νέες μέδουσες. «Από μία μέδουσα που δεν πεθαίνει δημιουργείται μια αποικία, η οποία μπορεί να παράγει εκατοντάδες ακόμη», εξηγεί η Μιλιέτα.

Η ικανότητα αυτή παρατηρήθηκε σχεδόν τυχαία το 1992, όταν ένας Ιταλός επιστήμονας ξέχασε να ταΐσει τις μέδουσες του εργαστηρίου του για ένα Σαββατοκύριακο. Περίμενε να τις βρει νεκρές, αλλά βρήκε νέους πολύποδες στο δοχείο. Το εύρημα κίνησε το ενδιαφέρον του βιολόγου Στέφανο Πιράινο, του Πανεπιστημίου του Σαλέντο, ο οποίος άρχισε να μελετά πώς ένα ενήλικο ζώο επιστρέφει σε προηγούμενο στάδιο ανάπτυξης.

Η εξήγηση βρίσκεται στη «διαδιαφοροποίηση» (transdifferentiation). Συνήθως τα κύτταρα εξειδικεύονται σταδιακά, γίνονται νευρικά, μυϊκά ή αναλαμβάνουν άλλους ρόλους, και τους διατηρούν ως το τέλος της ζωής. Στην Turritopsis dohrnii ορισμένα κύτταρα επιστρέφουν σε λιγότερο εξειδικευμένη κατάσταση και μετατρέπονται σε άλλους τύπους κυττάρων, απαραίτητους για τον σχηματισμό του πολύποδα. Πρόκειται για κάτι πέρα από την αναγέννηση ενός μέλους, όπως σε ορισμένες σαύρες ή αμφίβια, αφού ολόκληρο το ζώο γυρίζει σε προηγούμενη φάση του βιολογικού του κύκλου.

Τα γονίδια και οι πιθανές εφαρμογές

Σε μελέτη που δημοσιεύθηκε το 2022, ερευνητές συνέκριναν το DNA της μέδουσας με εκείνο συγγενικού είδους που δεν έχει αντίστοιχη ικανότητα. Διαπίστωσαν ότι η Turritopsis dohrnii έχει περισσότερα αντίγραφα γονιδίων που συμμετέχουν στην επιδιόρθωση βλαβών του DNA, οι οποίες συσσωρεύονται με την ηλικία. Εντόπισαν επίσης χαρακτηριστικά που σχετίζονται με τη συντήρηση των τελομερών, των προστατευτικών δομών στα άκρα των χρωμοσωμάτων, που συνήθως μικραίνουν καθώς τα κύτταρα διαιρούνται και γερνούν. Ο μοριακός βιολόγος Βίκτορ Κεσάδα, του Πανεπιστημίου του Οβιέδο, εκτιμά ότι η αποτελεσματικότερη συντήρηση των τελομερών μπορεί να είναι ένας από τους παράγοντες που εξηγούν την ανθεκτικότητα του είδους.

Η Μιλιέτα εξετάζει επίσης ποια γονίδια ενεργοποιούνται όταν το ζώο μετατρέπεται στη σφαιρική μάζα κυττάρων. Προκαταρκτική έρευνά της έδειξε ότι ορισμένα από τα γονίδια με αυξημένη δραστηριότητα στο στάδιο αυτό συνδέονται και με τη μακροζωία στον άνθρωπο. Ο παιδοογκολόγος Μάικλ Κολντόμπσκι, του Πανεπιστημίου Τζονς Χόπκινς, συνεργάζεται μαζί της για να διερευνήσει αν αντίστοιχοι μηχανισμοί μπορούν να ενεργοποιηθούν σε ανθρώπινα κύτταρα.

Στόχος δεν είναι να γυρίσει ένας ηλικιωμένος στην παιδική ηλικία, αλλά συγκεκριμένα κύτταρα και ιστοί να ανακτούν ορισμένα χαρακτηριστικά της νεότερης κατάστασής τους. Αυτό θα μπορούσε μελλοντικά να βοηθήσει στην επούλωση τραυμάτων, στην αποκατάσταση ιστών μετά από εγκεφαλικά ή εμφράγματα και στην αντιμετώπιση παθήσεων όπως η νόσος Αλτσχάιμερ και ορισμένες μορφές απώλειας όρασης. Οι επιστήμονες έχουν ήδη προκαλέσει με συγκεκριμένες τεχνικές διαδικασίες κυτταρικής ανανέωσης σε κύτταρα θηλαστικών, όμως η ασφαλής εφαρμογή τους σε ανθρώπινους ιστούς παραμένει δύσκολη. «Απέχουμε πολύ ακόμη από το να αξιοποιήσουμε αυτές τις δυνατότητες προς όφελος του ανθρώπου», επισημαίνει ο Κολντόμπσκι.

Παρά το όνομά της, η μέδουσα δεν είναι άτρωτη. Η Μιλιέτα έχει διαπιστώσει ότι ορισμένες δεν καταφέρνουν να ανανεωθούν, ενώ δεν είναι γνωστό αν υπάρχει όριο στις φορές που μπορούν να επαναλάβουν τη διαδικασία, καθώς το είδος είναι δύσκολο να διατηρηθεί για μεγάλα διαστήματα στο εργαστήριο. Στη φύση απειλείται από θηρευτές και την έλλειψη τροφής. Το είδος έχει εξαπλωθεί από τη Μεσόγειο ως την Καραϊβική και την Ιαπωνία. «Παραμένει ταυτόχρονα ένας εξαιρετικά ευάλωτος οργανισμός», σημειώνει η Μαρία Πασκουάλ-Τόρνερ, ερευνήτρια του Ινστιτούτου Θαλάσσιων Επιστημών της Ισπανίας.