Jak postupuje smrt? Jako modrá vlna
Je známo, že smrt individuální buňky spouští řetězec chemických reakcí, který vede k rozkladu jednotlivých buněčných komponent a hromadění odpadních produktů tohoto procesu. Na celulární úrovni jsou molekulární mechanismy těchto procesů poměrně dobře známy – mnohem méně se zatím ví o tom, jak na konci života smrt postupuje a šíří se organismem jako celkem.
V jednom z posledních čísel časopisu s otevřeným přístupem PLOS Biology popsali tyto finální životní děje prof. David Gems a spol. z Institute of Healthy Ageing University College London (Coburn C, Allman E, Mahanti P, Benedetto A, Cabreiro F et al. (2013) Anthranilate Fluorescence Marks a Calcium‑Propagated Necrotic Wave That Promotes Organismal Death in C. elegans. PLoS Biol 11(7): e1001613).
Využili k tomu známý modelový organismus Caenorhabditis elegans (háďátko obecné), což je volně žijící malý nepatogenní půdní červ z kmene hlístic. Žije v půdě po celém světě a jako významný modelový organismus molekulární a vývojové biologie začal být výzkumníky užíván v 70. letech minulého století. Splňoval totiž některé základní podmínky jako krátký životní cyklus, velké množství potomků, průhledné tělo a další. C. elegans se tak stal prvním mnohobuněčným organismem, u něhož byla bioinformaticky poznána nejen vývojová schémata všech somatických buněk, ale také celý genom, a byly předpovězeny exprimované geny. Podařilo se na něm rovněž objasnit základ genetické regulace stárnutí organismu.
Právě na tomto organismu nyní londýnští vědci pod mikroskopem pozorovali postup umírání jako vlnu modré fluorescence, způsobovanou postupující autodestrukční nekrózou a zprostředkovávanou kalciovými signály. „Je to jako modrá ‚zubatá s kosou‘,“ říká prof. Gems a dodává: „Podařilo se nám identifikovat základní chemické procesy a zjistili jsme, že pokud tyto mechanismy zablokujeme, můžeme oddálit smrt vyvolanou např. těžkou infekcí. V žádném případě se nám však nepodařilo zpomalit proces umírání vyvolaný stárnutím; to potvrzuje představu, že vyšší věk vede ke smrti hned několika procesy, fungujícími ve vzájemné souhře a závislosti.“
Studie také odhalila souvislost mezi buněčnou smrtí a vznikem modře zbarvené fluorescence. Dosud se předpokládalo, že ji způsobuje látka označovaná jako lipofuscin, která emituje světlo modré barvy a která byla spojována s procesem stárnutí vzhledem k tomu, že se hromadí při buněčném poškození. Z nových nálezů však vyplývá, že modře fluoreskuje nikoli lipofuscin, nýbrž kyselina anthranilová (o‑amino‑benzoová). „Naše nálezy vzbuzují pochybnosti o platnosti hypotézy, že stárnutí je prostým důsledkem kumulace poškození buněk na molekulární úrovni. Pouze pokud se nám podaří pochopit biologické děje během stárnutí a umírání hlouběji a komplexněji, budeme se moci pokusit i o jejich ovlivnění,“ komentuje výsledky své skupiny prof. Gems.
Zdroj: Medical Tribune