Znajdź zawartość

Grupa naukowców pracująca pod kierunkiem doktora Jana Grubera z Yale-NUS (National University of Singapore) College opracowała mieszaninę leków, która nie tylko wydłuża życie nicienia Caenorhabditis elegans, ale również zapewnia mu życie w zdrowiu i opóźnia starzenie się. Nie można wykluczyć, że w przyszłości odkrycie to pozwoli i ludziom cieszyć się dłuższym, zdrowym życiem. Wiele krajów, w tym Singapur, musi mierzyć się z problemem starzejącej się populacji. Jeśli uda się nam znaleźć sposób na przedłużenie życia w zdrowiu i opóźnienie starości, to nie tylko zapobiegniemy negatywnym skutkom starzenia się społeczeństw, dostarczając krajom korzyści medycznych i ekonomicznych, ale także zapewnimy ludziom lepszą jakość życia, mówi Gruber. Nie od dzisiaj wiadomo, ze na przykład rapamycyna, która podawana jest po przeszczepach organów, by zapobiec ich odrzuceniu, wydłuża życie C. elegans, muszek owocówek i myszy. Gruber i jego zespół zaczęli eksperymentować z kombinacjami 2–3 leków. Okazało się, że połączenie środków zapobiegających starzeniu się C. elegans daje efekt większy, niż sumaryczny wpływ tych środków osobno. Co interesujące, nie zauważono żadnych skutków ubocznych, a nicienie, niezależnie od wieku, były zdrowsze i dłużej to zdrowie utrzymywały. To ważne odkrycie, gdyż zwykle z wiekiem pogarsza się stan zdrowia. Jeśli więc naukowcy myślą o wydłużaniu ludzkiego życia, to należy przy tym zadbać, by było to życie w zdrowiu. Choroby starszego wieku są zaś coraz bardziej kosztowne. Gruber przypomina studium z 2017 roku, którego autorzy stwierdzili, że gdyby tempo starzenia się Amerykanów spowolnić o 20%, to w ciągu najbliższych 50 lat Stany Zjednoczone na samych kosztach opieki zdrowotnej zaoszczędziłyby 7,1 biliona USD. Badania grupy Grubera nie skończyły się jednak na nicieniach. We współpracy z profesorem Nicholasem Tolwinskim z NUS podał on swój koktail również muszkom owocówkom. Okazało się, że i one żyły dłużej i były zdrowsze. Zaobserwowanie takiego samego efektu u dwóch odległych ewolucyjnie gatunków pokazuje, że mechanizmy biologiczne regulujące starzenie się są bardzo stare, co daje nadzieję, że podobnie będą one działały u ludzi. Naukowcy chcą teraz zwiększyć efektywność swojej terapii, szczegółowo zbadać sposób jej działania i opracować model komputerowy, który pozwoli na szybkie testowanie tysięcy możliwych kombinacji leków potencjalnie wydłużających życie. W końcu, ich celem ostatecznym, jest stworzenie leku działającego analogicznie u ludzi. « powrót do artykułu

Ewentualne podobieństwo komputerów do ludzkiego mózgu od dawna fascynowało ludzi: zwykłych śmiertelników, pisarzy, naukowców ogarniętych mitem sztucznej inteligencji. Gdy jedni mówili o podobieństwie, inni uważali, że komputerowi daleko do udawania mózgu człowieka. Problem ten w pewnym sensie rozstrzygnął zespół badaczy z Wielkiej Brytanii, USA i Niemiec. Przeprowadzili oni zaawansowaną analizę i porównanie trzech dobrze znanych typów połączeń sieciowych: w ludzkim mózgu, w komputerowym czipie i w... systemie nerwowym nicieni. Wykorzystano gotowe, istniejące w olbrzymiej ilość dane, jak wyniki obrazowania rezonansem magnetycznym ludzkiego mózgu, mapy systemu nerwowego nicieni i schematy komputerowych układów scalonych. Badano w jaki sposób poszczególne elementy wszystkich struktur połączone są w działającą i efektywną sieć. Wyniki dla niektórych zaskakujące: istnieją wyraźne, istotne analogie między nimi. Trzy podstawowe własności były wspólne dla wszystkich trzech badanych typów sieci. Po pierwsze: zarówno ludzki mózg, układ scalony, jak i układ nerwowy nicienia mają strukturę, którą badacze porównali do rosyjskiej matrioszki: te same wzory rozmieszczenia powtarzają się w coraz mniejszej skali. Po drugie, wszystkie trzy wykazywały właściwość nazwaną skalowaniem rentiana - regułę opisującą liczbę elementów zawartej w danej powierzchni i liczbę połączeń między nimi. Te uderzające podobieństwa wynikają prawdopodobnie z tego, że przedstawiają najbardziej efektywny z istniejących sposób połączenia elementów w sieć w danej przestrzeni, czy to jest dwuwymiarowa powierzchnia układu scalonego, czy trójwymiarowa struktura mózgu - uważa prof. Edward Bullmore, psychiatra z Uniwersytetu w Cambridge. - Ludzie, nicienie i układy scalone dzielą tę właściwość prawdopodobnie z podobnych przyczyn: naturalnej selekcji ewolucji w przypadku tych pierwszych i drugich, komercyjnej presji optymalizacji w przypadku tych trzecich. Wyniki badań pokazują, że nie tylko wciąż możemy się uczyć z dokonań naturalnej ewolucji, ale także, że wyjątkowość człowieka jest mitem: obowiązują go te same, proste zasady doboru i optymalizacji, co pospolite robaki, czy układy elektroniczne. Wyniki badań opublikowano w magazynie „PLoS Computational Biology".

W 2 kopalniach złota w obrębie Witwatersrand Basin w RPA na głębokościach między 0,9 a 3,5 km zauważono nowy gatunek nicienia - Halicephalobus mephisto. To prawdziwy rekordzista wśród organizmów wielokomórkowych, żaden nie zapuścił się bowiem tak daleko w wodach szczelinowych. Dotąd naukowcy sądzili, że w takich warunkach są w stanie wytrzymać wyłącznie bakterie. Jak się jednak okazuje, to nieprawda. Poza H. mephisto natrafiono na znanego wcześniej naukowcom obleńca Plectus aquatilis. H. mephisto mierzy zaledwie 0,5 mm i żywi się bakteriami. Zamieszkuje wody o temperaturze 48 stopni Celsjusza, musi się też zmagać z niedoborem pożywienia i tlenu (zawartość tlenu wynosi 1% stężenia typowego dla większości oceanów). Szef zespołu badawczego, dr Tullis Onstott z Princeton University, opowiada, że datowanie węglowe wody, w której znaleziono nicienia, sugeruje, że bezkręgowiec żyje na tych głębokościach od 3-10 tys. lat. Naukowcy uważają, że zwierzę wyewoluowało na powierzchni, ale zostało spłukane do szczelin w skorupie ziemskiej przez prehistoryczne deszcze. Twierdząc tak, powołują się na przykład nicienia o podobnym wyglądzie, który żyje w gnijących owocach. Na czas eksperymentów w otworach technicznych do odpompowywania wody kopalń Beatrix i Driefontein umieszczono filtry. Później akademicy analizowali pobrane próbki. Zazwyczaj znajdują się w nich tylko bakterie, dlatego widok czegoś innego był prawdziwym zaskoczeniem. Korzystając z nadarzającej się okazji, doktorzy Onstott i Gaetan Borgonie z Uniwersytetu w Gandawie chcą poszukać w kopalniach innych wielokomórkowców tolerujących większe głębokości i trudne warunki.

Pasożytniczemu nicieniowi Acanthocheilonema viteae możemy zawdzięczać nową metodę leczenia sepsy. Naukowcy odkryli bowiem, że układowy stan zapalny da się stłumić, stosując białko naturalnie występujące w tym zwierzęciu (Nature Immunology). W ciągu ostatnich 30 lat przy sepsie stosowano głównie antybiotykoterapię oraz starano się podtrzymać krążenie (spadek ciśnienia krwi utrudnia przepływ tlenu i substancji odżywczych). Skutkiem tego bywają komplikacje, np. uszkodzenie wątroby pod wpływem antybiotyków. Wyzwaniem pozostają też wielolekooporne bakterie. Wskaźnik śmiertelności osób z ciężką posocznicą, u których dochodzi do uszkodzenia narządów i szoku septycznego, wynosi 50%. Stąd potrzeba opracowania nowych sposobów na sepsę. Pracami brytyjsko-singapurskiego zespołu kierował prof. Alirio Melendez z Uniwersytetu w Liverpoolu. Akademicy stwierdzili, że stan zapalny wyzwalany przez bakteryjne endotoksyny w komórkach odpornościowych pacjentów z posocznicą był tłumiony przez wydzielane przez nicienia A. viteae białko ES-62. Szacuje się, że zakażenie nicieniami dotyczy niemal ¼ ludzkości, zwłaszcza mieszkańców rejonów świata, gdzie trudno dbać o higienę. Nicienie mogą żyć w organizmie przez wiele lat, nie wywołując objawów i nie wyzwalając reakcji układu odpornościowego. Naukowcy wiedzą już od jakiegoś czasu, że białko wydzielane przez pasożyta tłumi stan zapalny, na czym korzystają zakażeni ludzie, cierpiący jednocześnie na alergie czy choroby autoimmunologiczne. Białko wydzielane przez nicienia stymuluje proces zwany autofagią, czyli samozjadaniem, który zasadniczo służy do usuwania uszkodzonych białek komórkowych lub organelli i sprzyja przeżyciu i działaniu komórki w sytuacjach stresowych. Autofagia ogranicza zapalenie i w tym samym czasie pozwala na zwalczenie infekcji bakteryjnej – wyjaśnia prof. Melendez. Podanie ES-62 lub drobnocząsteczkowej pochodnej, w pojedynkę albo w połączeniu z antybiotykami, można potencjalnie wykorzystać w leczeniu wstrząsu septycznego oraz chorób o podłożu zapalnym.

Pasożytniczy nicień z gatunku Heterorhabditis bacteriophora, który atakuje larwy owadów, zmienia ich barwę na czerwoną, by zniechęcić inne drapieżniki, w tym wypadku ptaki (Animal Behaviour). Nicień wybiera sobie na ofiary larwy zakopane w ziemi. Wnika do ich organizmu przez odbyt lub jamę gębową. Uśmierca gospodarza z pomocą bakterii, a następnie rozpuszcza ich wnętrzności. Jest w tym tak skuteczny, że zastosowano go w bioinsektycydach, np. w preparacie B-Green do walki z pędrakami chrząszczy. Co ciekawe, dotąd nikt nie wiedział o jego triku kolorystycznym. Dr Andy Fenton z Uniwersytetu w Liverpoolu poświęcił badaniu H. bacteriophora 12 lat życia zawodowego. Nicienie umierają, jeśli owad gospodarz zostaje zjedzony. Wydaje się zatem sensowne, że tak jaskrawa zmiana barw stanowi sygnał ostrzegawczy dla drapieżników [...]. Zespół doktora Fentona nawiązał współpracę z biologami z Uniwersytetu w Glasgow. Razem zaprojektowali i przeprowadzili eksperyment z dzikimi rudzikami, którym pozwolono wybierać między zainfekowanymi i zdrowymi larwami barciaka większego, znanego też pod nazwą mól woskowy (Galleria mellonella). Jak można się domyślić, ptaki unikały zakażonych nicieniami larw. Podczas prób naukowcy widzieli, jak rudziki podchodziły do zarażonych larw, oglądały je, a następnie porzucały na rzecz zdrowego pokarmu. Gdy z czasem kolor stawał się wyraźniejszy, ptaki w coraz mniejszym stopniu zajmowały się chorymi larwami barciaka. Myśleliśmy, że ptaki nie będą zainteresowane starymi zmarłymi larwami, ale wydawały się je woleć od zarażonych – podkreśla dr Fenton. Naukowcy nie wykluczają, że poza barwą u zakażonych osobników pojawia się też charakterystyczny zapach i/lub smak.

W Hiszpanii opracowano molekularną metodę wykrywania w mięsie ryb larw nicieni z rodzaju Anisakis, a także Contracoecum i Pseudoterranova. Ich spożycie prowadzi do choroby pasożytniczej nazywanej anisakiozą, która najczęściej występuje w rejonach świata, gdzie jada się ryby surowe, solone, wędzone na zimno, suszone i w lekkiej zalewie, np. w sosie winegret. Objawy w postaci bólu brzucha, nudności i wymiotów mogą wystąpić już po kilku godzinach od zjedzenia zarażonej ryby. Ponieważ dochodzi do zajęcia ściany jelita przez larwy, po 1-2 tyg. rozwija się silny odczyn zapalny, a nawet pojawiają się symptomy przypominające chorobę Leśniowskiego-Crohna. Dla niektórych osób zjedzenie potrawy rybnej z wkładką może być naprawdę niebezpieczne. Dzieje się tak za sprawą reakcji anafilaktycznej na toksyny uwalniane przez pasożyty do tkanek zwierzęcia. Dotąd larwy z rodzaju Anisakis wykrywano gołym okiem, za pomocą transiluminacji tkanek (przepuszczania promieni świetlnych) oraz trawienia sztucznym sokiem żołądkowym. Tradycyjnych technik nie dało się jednak zastosować do bardzo dużych gatunków lub produktów przetworzonych. Nowa [molekularna] metoda cechuje się dużą swoistością w stosunku do rodzajów Anisakis, Pseudoterranova, Contracaecum i Hysterothylacium, a także bardzo wysoką czułością, ponieważ pozwala wykryć w analizowanym produkcie nawet bardzo niewielką ilość pasożyta (0,05 pg). Jest szybką i skuteczną techniką i w odróżnieniu od poprzedniczek, da się ją zastosować w odniesieniu do wszystkich produktów rybnych bez względu na stopień przetworzenia – podkreśla Montserrat Espiñeira z organizacji non-profit Asociación Nacional de Fabricantes de Conservas de Pescados y Mariscos (ANFACO-CECOPESCA). Za największą liczbę zakażeń odpowiadają Anisakis simplex i Pseudoterranova decipiens, a w mniejszym stopniu zagrażają nam Contracaecum osculatum i Hysterothylacium aduncum. Larwy występują w mięsie i narządach wewnętrznych, np. wątrobie, głowonogów (kałamarnic i mątw) i ryb, m.in. dorszy, morszczuków, tuńczyków, sardynek, łososi, śledzi, turbotów, halibutów, witlinków, rdzawców i czarniaków. Częstość występowania pasożytów z rodzaju Anisakis i stopień spasożytowania są bardzo zróżnicowane i zależą od wielu czynników, w tym obszaru geograficznego, pory roku i gatunku żywiciela. Człowiek jest jedynie żywicielem przypadkowym, ponieważ naturalnymi żywicielami ostatecznymi nicieni pozostają gustujące w rybach walenie. Tak czy inaczej warto wystrzegać się sushi, sashimi czy sałatki ceviche z niepewnych źródeł i pamiętać o zapewnieniu podczas gotowania temperatury powyżej 60 stopni Celsjusza.

Naukowcy z miasta Beatlesów postanowili zalać robaka, czyli... zbadać tolerancję nicieni na alkohol. Ich badania pozwolą na poszerzenie naszej wiedzy o możliwych przyczynach alkoholizmu u ludzi. Przeprowadzone badania są kontynuacją eksperymentów przeprowadzonych na myszach przez specjalistów z Oregon Health and Science University. Autorzy badań zasugerowali, że rozwój tolerancji na alkohol może być spowodowany przez czynnik genetyczny. Ponieważ metabolizm myszy i robaków (a przy okazji - także ludzi) jest pod wieloma względami bardzo podobny, badacze z University of Liverpool wybrali do swoich badań nicienie - zwierzęta wyjątkowo dobrze poznane, a przy okazji "wygodne" w hodowli. Naukowcy z angielskiej uczelni postanowili sprawdzić, w jaki sposób organizmy nicieni z gatunku Caenorhabditis elegans reagują na alkohol w zależności od posiadanego wariantu jednego z genów. Koduje on białko zwane UNC-18, syntetyzowane głównie w neuronach. Badacze zaobserwowali, że wystarczy drobna zmiana jego struktury, polegająca na zmianie jednego z aminokwasów wchodzących w skład łańcucha białkowego, by doszło do istotnej zmiany w procesie wymiany informacji pomiędzy komórkami nerwowymi. Efektem mutacji był znaczny spadek podatności na działanie alkoholu, dzięki czemu zwierzęta wytrzymywały większe jego dawki. Szef zespołu badającego opisywane zagadnienie, prof. Bob Burgoyne, kierownik Szkoły Nauk Biomedycznych należących do Uniwersytetu, tłumaczy istotę odkrycia: spożycie alkoholu może wpływać na układ nerwowy na wiele sposobów. Niskie stężenia alkoholu mogą pobudzać nasze ciała, ale wysoka koncentracja może zmniejszać ich aktywność, powodując zaburzenia poruszania oraz brak koordynacji [ruchowej]. Mimo to, niektórzy ludzie są bardziej podatni na te efekty od innych, ale dotychczas nie wiedziano dokładnie, dlaczego tak jest. Chociaż odkrycia dokonano na niepozornych robakach, może ono mieć znaczenie także dla ludzi. Okazuje się bowiem, że badany gen i kodowane ten gen białko występują także w mózgu człowieka. Badanie na nicieniach wykazało, że opisywany defekt nie powoduje u nich jakichkolwiek zmian w zachowaniu oprócz wzrostu tolerancji na alkohol. Może to oznaczać, że bardzo podobnie zachowuje się mózg ludzi będących nosicielem analogicznej zmiany sekwencji DNA. Jak tłumaczy współautor badań, dr Jeff Barclay, teraz, gdy wykazaliśmy związek pomiędzy genem i tolerancją na alkohol, możliwe jest zbadanie ludzkiego genu w poszukiwaniu jakichkolwiek samoistnych zmian, które mogłyby pomóc w zidentyfikowaniu osób z predyspozycją do alkoholizmu. O swoim odkryciu badacze informują na łamach czasopisma Molecular Biology of the Cell.

Nicienie (Caenorhabditis elegans) są ulubionym przedmiotem badań naukowców. Szczególnie tych, zajmujących się kwestiami przedłużania życia. Tym razem okazało się, że jeśli do atmosfery, którą oddychają te organizmy, wprowadzimy niewielką ilość toksycznego siarkowodoru, to nicienie żyją nawet o 10 dni dłużej. Pod warunkiem, że stężenie gazu wynosi około 50 części na milion. Były w stanie wytrzymać wyższe temperatury niż zwierzęta, które nie oddychały siarkowodorem i żyły znacznie dłużej – mówi biolog Mark Roth z Fred Hutchinson Cancer Research Center w Seattle. Żyły o 70% dłużej. Jeśli dodamy to ludzkiego życia 70%, to jest to bardzo dużo – stwierdził Roth. Oczywiście nie ma obecnie żadnego powodu by przypuszczać, że siarkowodór ma podobne działanie na człowieka. Badania Rotha mogą się jednak przydać w... transplantologii. Uczony zauważył już wcześniej, że siarkowodór wprowadził myszy w pewien rodzaj stanu uśpienia. Być może udałoby się w podobny stan wprowadzać organy przeznaczone do transplantacji dzięki czemu można by je dłużej przechowywać. Ponadto naukowiec zastanawia się też nad wprowadzeniem ciężko rannego pacjenta w taki stan, co dałoby lekarzom więcej czasu na przeprowadzenie ratujących życie zabiegów. To jednak, przynajmniej na razie, nieudowodnione spekulacje. Tymczasem u nicieni siarkowodór dał przeciwne rezultaty. Akademicy ze zdziwieniem zaobserwowali, że znacznie je on ożywił. Gdy nicienie poddano działaniu wysokiej temperatury (35 stopni Celsjusza), te, które oddychały powietrzem z większą ilością siarki, żyły 8-krotnie dłużej. Uczeni nie wiedzą, dlaczego tak się dzieje i nie wiedzą, dlaczego korzyści z podania H2S zanikały,gdy nicieniom usunięto związany z długowiecznością gen sir-2.1.

Badania na niewielkim, pozbawionym układu krwionośnego robaku o łacińskiej nazwie Caenorhabditis elegans pomogły w odkryciu mechanizmu umożliwiającego przeprowadzenie ważnego etapu syntezy hemoglobiny. Proces ten był dla biologów przez długi czas zagadką. Dotychczas, pomimo licznych analiz komputerowych, nie było jasne, w jaki sposób zawierająca jon żelazowy cząsteczka hemu łączy się z cząsteczką globiny, tworząc w ten sposób hemoglobinę - najważniejsze białko przenoszące tlen we krwi człowieka. I choć w organizmie należącego do nicieni C. elegans hem i globina nie łączą się ze sobą (mimo że hem jest przez niego pobierany z otoczenia, a globinę wytwarza sobie sam), dokładne poznanie fizjologii robaka pomogło rozwiązać tę łamigłówkę. W toku badań odkryto, że u nicienia białkiem kluczowym dla transportu cząsteczek hemu w organizmie jest produkt genu nazwanego HRG-1, wspólnego (choć nieco odmiennego) dla ludzi i C. elegans. W związku z tym postanowiono zbadać funkcję tego genu u innych zwierząt, które wytwarzają w swoim organizmie krew. W tym celu usunięto HRG-1 u innego organizmu, ryby zwanej danio pręgowanym (Danio rerio), aby porównać procesy fizjologiczne zachodzące u niej i u "normalnych" osobników. Zaobserwowano, że w wyniku braku aktywności wspomnianego genu dochodziło do wielu defektów w organizmie, w tym - do ciężkiej anemii. Kolejnym etapem eksperymentu było sprawdzenie, czy pochodząca od robaka wersja genu będzie w stanie przywrócić rybie zdrowie. Okazało się, że nawet kopia genu HRG-1 pochodząca z tak odległego ewolucyjnie organizmu jest w stanie odwrócić niekorzystne zmiany w metabolizmie. Przy okazji odkryto także, że zarówno zbyt niska, jak i zbyt wysoka aktywność wspomnianego genu może mieć negatywny wpływ na zdrowie organizmu. Oznacza to, że proces ten nie służy organizmowi, gdy nie jest ściśle kontrolowany. Odkrycie, poza oczywistym walorem poznawczym, może także okazać się ważne dla osób cierpiących na anemię, czyli (mówiąc najprościej) niedobór hemoglobiny. Jest to najczęściej występujący na świecie niedobór żywnościowy, toteż odkrycie mechanizmów rządzących wytwarzaniem tego białka może wiele zmienić.

Trudno sobie wyobrazić zdumienie holenderskich lekarzy, którzy zmagając się z poważnym zapaleniem okrężnicy, stwierdzili, że jest ono skutkiem zakażenia pasożytniczego sprzed co najmniej 27 lat. Anonimowa 49-latka urodziła się i do 22. roku życia mieszkała w Ameryce Południowej, a konkretnie w Surinamie. Potem wyemigrowała do ojczyzny van Gogha. Wg pisma medycznego The Lancet, została przyjęta do Nijmegen Medical Centre z wymiotami, biegunką i bolesnymi skurczami w obrębie brzucha. Podczas badań w laboratorium w jej kale odkryto larwy nicienia Strongyloides stercoralis, 2,5-mm węgorka jelitowego, który mieszka w tunelach drążonych w śluzówce jelit. Pacjentce podano przeciwpasożytczniczą Iwermektynę, a następnie wypisano do domu. Wg parazytologów, jest bardzo mało prawdopodobne, by kobieta zaraziła się węgorczycą w Holandii lub w Hiszpanii, gdzie przebywała na wakacjach. To jedyne kraje, które odwiedziła po opuszczeniu ojczyzny. Strongyloides stercoralis to gatunek endemiczny Surinamu, stąd przypuszczenie, że przywiozła robaka aż stamtąd. Ponieważ kobieta nie cierpiała wcześniej na jakiekolwiek zaburzenia jelitowe, uznano, że jak wyzwalacz zadziałały dwa czynniki: niedożywienie i nadużywanie alkoholu.