Una creatura marina spugnosa riscrive la scienza

I ricercatori hanno scoperto un legame tra guarigione e invecchiamento studiando le capacità rigenerative di una piccola creatura marina chiamata Hydractinia Symbiolongicarpus. La creatura, che può far crescere un corpo completamente nuovo solo dalla bocca, ha rivelato che la senescenza, comunemente associata all’invecchiamento, può svolgere un ruolo nelle sue estreme capacità rigenerative.

Cugino delle meduse e dei coralli, può rigenerare tutto il suo corpo con l’aiuto delle cellule “senescenti”.

I ricercatori del National Institutes of Health e i loro partner hanno scoperto nuove scoperte sulla guarigione e sull’invecchiamento studiando una piccola creatura marina capace di rigenerare il suo intero corpo usando solo la bocca. Hanno analizzato RNA sequenza Hydractinia Symbiolongicarpusuna piccola creatura animale a forma di tubo che vive nei gusci dei granchi eremiti.

Proprio come Idrattinia Quando hanno iniziato a rigenerare nuovi corpi, i ricercatori hanno scoperto una firma molecolare legata al processo biologico di invecchiamento, noto anche come senescenza. Secondo lo studio pubblicato su Rapporti cellulari, Idrattinia Mostra che i processi biologici fondamentali di guarigione e invecchiamento sono intrecciati, fornendo una nuova prospettiva su come si sviluppa l’invecchiamento.

“Studi come questi che esplorano la biologia di organismi insoliti rivelano quanto siano universali molti processi biologici e quanto dobbiamo ancora capire sulle loro funzioni, relazioni ed evoluzione”, ha affermato Charles Rotimi, direttore dell’Intramural Institute. Un programma di ricerca presso il National Human Genome Research Institute (NHGRI), parte del National Institutes of Health. “Tali scoperte hanno un grande potenziale per fornire nuove conoscenze sulla biologia umana”.

Le cellule staminali dell’idractinia che guidano la rigenerazione sono immagazzinate nella parte inferiore del tronco del corpo dell’animale, lontano dalla bocca. Credito: Darryl Lyga, Istituto nazionale di ricerca sul genoma umano (NHGRI)

Districare le origini evolutive dei processi biologici fondamentali, come l’invecchiamento e la guarigione, è essenziale per comprendere la salute e le malattie umane. Gli esseri umani hanno una certa capacità rigenerativa, come la guarigione delle ossa rotte o addirittura la ricrescita di un fegato danneggiato. Alcuni altri animali, come le salamandre e il pesce zebra, possono sostituire interi arti e rigenerare una varietà di organi. Tuttavia, gli animali dal corpo semplice, ad es Idrattiniaspesso ha capacità rigenerative estreme, come far crescere un corpo completamente nuovo da un pezzo di tessuto.

Il ruolo rigenerativo dell’invecchiamento contrasta con i risultati ottenuti nelle cellule umane. “La maggior parte degli studi sull’invecchiamento sono legati all’infiammazione cronica, al cancro e alle malattie legate all’età”, ha affermato Andy Paxivanis, Ph.D., scienziato senior presso NHGRI e autore dello studio. “Normalmente, negli esseri umani rimangono cellule senescenti e queste cellule causano infiammazione cronica e inducono senescenza nelle cellule vicine. Da animali come IdrattiniaPossiamo imparare come l’invecchiamento può essere benefico ed espandere la nostra comprensione dell’invecchiamento e della guarigione.

In precedenza, i ricercatori lo avevano scoperto Idrattinia Contiene un gruppo speciale di cellule staminali per la rigenerazione. Le cellule staminali possono trasformarsi in altri tipi di cellule e sono quindi utili nella creazione di nuove parti del corpo. Negli esseri umani, le cellule staminali funzionano principalmente durante lo sviluppo, ma gli organismi altamente rigenerativi le adorano Idrattinia Utilizzare le cellule staminali per tutta la vita. Idrattinia Conserva le cellule staminali che guidano la rigenerazione nella parte inferiore del corpo.

Tuttavia, quando i ricercatori rimuovono la bocca, una parte lontana da dove si trovano le cellule staminali, nella bocca si sviluppa un nuovo corpo. A differenza delle cellule umane, che controllano il proprio destino, le cellule adulte di alcuni organismi altamente rigenerativi possono trasformarsi in cellule staminali quando l’organismo viene danneggiato, sebbene questo processo non sia ben compreso. Pertanto, i ricercatori lo hanno ipotizzato Idrattinia È necessario generare nuove cellule staminali e cercare segnali molecolari che possano dirigere questo processo.

Quando le sequenze di RNA indicavano l’invecchiamento, i ricercatori hanno scansionato il genoma Idrattinia Per sequenze come quelle dei geni associati all’invecchiamento negli esseri umani. Dei tre geni identificati, uno era “acceso” nelle cellule vicino al sito in cui l’animale era stato tagliato. Quando i ricercatori hanno eliminato questo gene, la capacità degli animali di sviluppare cellule senescenti è stata bloccata: senza cellule senescenti, gli animali non sviluppavano nuove cellule staminali e non erano in grado di rigenerarsi.

I ricercatori hanno rintracciato le cellule senescenti al suo interno Idrattinia Per scoprire come questo animale elude gli effetti dannosi dell’invecchiamento. Inaspettatamente, gli animali espulsero le cellule senescenti dalla bocca. Mentre gli esseri umani non possono liberarsi delle cellule senescenti così facilmente, il ruolo dei geni associati all’invecchiamento in esse sì Idrattinia Suggerisce come si è evoluto il processo di invecchiamento.

L’ultima volta noi umani abbiamo condiviso un antenato Idrattinia – e i loro parenti, meduse e coralli – hanno più di 600 milioni di anni e questi animali non invecchiano mai. A causa di questi fattori, Idrattinia Può fornire informazioni cruciali sui nostri primi antenati animali. Pertanto, i ricercatori suggeriscono che la rigenerazione potrebbe essere stata la funzione originaria dell’invecchiamento nei primi animali.

“Ancora non capiamo come le cellule senescenti innescano la rigenerazione o quanto sia diffuso questo processo nel regno animale”, ha detto il dottor Paxivanis. “Fortunatamente, studiando alcuni dei nostri lontani parenti animali, possiamo iniziare a svelare alcuni dei segreti della rigenerazione e dell’invecchiamento – segreti che potrebbero eventualmente far avanzare il campo della medicina rigenerativa e anche lo studio delle malattie legate all’età”.

Riferimento: “La riprogrammazione cellulare indotta dall’invecchiamento porta al ringiovanimento dell’intero corpo” di Miguel Salinas Saavedra, Gabriel Febremarsa, Helen R. Krasovec, Andreas D. Horkan e Uri Paksevanis, 30 giugno 2023, Rapporti cellulari.
doi: 10.1016/j.celrep.2023.112687