Niektóre ssaki potrafią wstrzymywać ciążę – gdy zrozumiemy jak to robią, będziemy mogli pokonać raka
Foki rodzą tylko wtedy, gdy warunki są do tego odpowiednie. Samica może opóźnić implantację zarodka aż do momentu, w którym poczuje, że zgromadziła odpowiednie zapasy tłuszczu. To strategia znana jako „diapauza embrionalna”, którą stosuje wiele różnych gatunków ssaków, a jej zrozumienie może pomóc nam zrozumieć nowotwory.
Setki ssaków – od myszy po łosie – stosuje diapauzę embrionalną. Chociaż to zjawisko nie występuje u ludzi, to wzbudza zainteresowanie naukowców: ma potencjalne znaczenie dla zrozumienia komórek macierzystych. Lekarstwo na raka może czekać na nas w DNA innych zwierząt.
Wstrzymywanie ciąży – na czym polega diapauza i u kogo występuje?
Diopauza embrionalna to biologiczny fenomen, który pozwala wybranym gatunkom zatrzymanie rozwoju zarodka. Jej kluczowym momentem jest etap blastocysty, czyli wczesnej, kilkusetkomórkowej struktury zarodkowej, tuż po zapłodnieniu. W tym stanie blastocysta pozostaje niezaimplantowana w ścianie macicy i czeka na sprzyjające okoliczności, by wznowić dalszy rozwój.
Warto podkreślić, że diapauza nie jest przypadkowym zjawiskiem – stanowi wysoce wyselekcjonowaną strategię ewolucyjną, obserwowaną u kilkuset gatunków ssaków. U nietoperzy, kangurów czy wielu gryzoni diapauza jest integralnym elementem strategii rozrodczej. W przypadku niektórych zwierząt, takich jak norki, diapauza występuje w każdym cyklu rozrodczym. W innych – pojawia się wyłącznie w odpowiedzi na niekorzystne warunki środowiskowe lub stres, np. niedobór pokarmu
Czy możemy wywołać diapauzę?
W badaniu opublikowanym w „Genes & Development” naukowcy z Rockefeller University wykazali, że w warunkach laboratoryjnych stan podobny do diapauzy można wywołać u myszy poprzez zastosowanie stresu metabolicznego. Wykorzystano do tego inhibitor BET I-BET151, który imituje niedobór Myc – kluczowego regulatora ekspresji genów oraz inhibicję mTOR, co odpowiada spowolnieniu metabolizmu spowodowanemu brakiem składników odżywczych.
W obu przypadkach komórki embrionalne myszy zatrzymywały swój rozwój, jednocześnie pozostając pluripotencjalne – czyli zachowywały zdolność przekształcania się w każdy typ komórek. Co więcej, po usunięciu inhibitorów, komórki wracały do normalnego trybu rozwoju i mogły uczestniczyć w tworzeniu zdrowych zarodków.
Lek na nowotwory może być bardzo blisko
To niezwykłe zjawisko – komórki „zamrożone” w czasie, które mimo braku aktywności metabolicznej nie tracą swojej tożsamości – otwiera nowe drzwi do zrozumienia nie tylko rozwoju zarodka, ale także funkcjonowania komórek odpornościowych czy nowotworowych w warunkach stresu.
Dzięki temu dowiemy się, jak komórki układu odpornościowego potrafią przetrwać dekady, dlaczego komórki nowotworowe pozostają uśpione, by potem nawrócić z agresją, a także jak niektóre wirusy i komórki nerwowe zachowują zdolność do przeżycia w niesprzyjających warunkach.
Zespół Alexandra Tarakhovsky’ego zamierza dalej badać wpływ programów przypominających diapauzę na starzenie się neuronów i ich odporność na uszkodzenia. To otwiera nowe kierunki badań nad tym, jak komórki ludzkiego ciała adaptują się do stresu – choć ludzie nie doświadczają diapauzy w sensie zarodkowym, nasze komórki często funkcjonują w stanie uśpienia. Być może będziemy mogli to wykorzystać, ale musimy pilnie obserwować inne ssaki. Czeka nas wiele nauki.
Źródło: Genes & Development, Kosmos
Nasz autor
Jonasz Przybył
Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.