Secretul unei vieți mai lungi ar putea fi în ADN-ul liliecilor
Câteva dintre cele mai bune indicii pentru a trăi o viață lungă și sănătoasă ar putea fi ascunse în ADN-ul liliecilor, mamifere care pot supraviețui perioade remarcabile de timp în raport cu dimensiunea corpului lor.
Ideea l-a fascinat pe Juan Manuel Vazquez în timp ce era student la Universitatea din Chicago. În acel moment, însă, existau puține informații genomice publicate despre lilieci care să ajute la răspunsul întrebărilor referitoare la longevitate. După ce a devenit cercetător postdoctoral la UC Berkeley în 2020, a început să caute specii de lilieci în vestul Statelor Unite care să furnizeze mostre de țesut pentru secvențierea ADN-ului.
Cu ajutorul studenților de la Berkeley, Vazquez a călătorit în întreaga regiune, instalând plase de abur pe cursurile de apă, iazuri și râuri noaptea. Echipa a capturat lilieci, a colectat mici mostre de biopsie și a eliberat animalele. O parte semnificativă a muncii s-a concentrat pe genul Myotis, care include unele specii cu durate de viață excepționale. Un Myotis Brandt, Myotis brandtii, a fost marcat în Europa și apoi recapturat 50 de ani mai târziu.
Într-un nou studiu publicat în Nature, Vazquez și colegii săi prezintă prima analiză a opt genomuri de Myotis. Rezultatele lor indică o legătură puternică între durata de viață și funcția imună. Liliecii cu o longevitate mai mare au avut niveluri mai ridicate ale genelor asociate cu combaterea cancerului.
Descoperirile sugerează că longevitatea ar putea depinde parțial de un sistem imunitar care rămâne foarte eficient atât împotriva organismelor infecțioase, cât și a cancerului. Cercetătorii au găsit, de asemenea, o suprapunere substanțială între genele asociate cu îmbătrânirea și genele implicate în apărarea împotriva bolilor, sugerând că studiul unui proces ar putea ajuta la explicarea celuilalt.
„Liliecii au evoluat pentru a trăi mult timp fără a se îmbolnăvi, ceea ce sugerează că nu trebuie să privim bolile de îmbătrânire și bolile infecțioase ca pe două domenii complet separate”, a spus Vazquez. „Putem analiza acești lilieci și încerca să înțelegem cum, în același mod în care poți îmbunătăți sistemul imunitar pentru a lupta împotriva virusurilor, poate că poți îmbunătăți sistemul imunitar astfel încât să nu scadă în vârstă înaintată. Sau poate că liliecii ne pot ajuta să găsim modalități de a combate tumorile astfel încât sistemul nostru imunitar să nu obosească, iar acest lucru poate ajuta și la gestionarea altor stresuri ale vieții.”
Ca parte a studiului, Vazquez a crescut celule colectate din biopsiile aripilor liliecilor în laborator. (În prezent, are culturi celulare de la 259 de indivizi reprezentând 32 de specii.) Apoi a expus celulele cultivate la substanțe chimice toxice pentru a observa cum au reacționat la daune severe.
Liliacul cu cea mai lungă durată de viață din eșantionul său, liliecul mic maro (Myotis lucifugus), a reacționat într-un mod neașteptat. În loc să activeze genele care produc proteine de reparare a ADN-ului, celulele au crescut activitatea genelor care promovează moartea celulară.
„Am descoperit opusul a ceea ce ne-am așteptat dacă tratăm liliecii cu o dozare letală a acestei substanțe chimice”, a spus el. „Cel mai longeviv liliac din America de Nord decide ‘nu pot salva acest vapor’ și imediat schimbă direcția pentru a prioritiza uciderea celulelor care sunt deteriorate. Elefantul, o altă specie rezistentă la cancer care trăiește mult, are exact aceeași strategie – dacă nu poți salva celula, ucide celula.”
Acest rezultat sugerează că animalele ar fi putut dezvolta strategii foarte diferite pentru a preveni celulele deteriorate să devină periculoase. Înțelegerea acestor strategii ar putea oferi indicii valoroase despre longevitate, conform lui Peter Sudmant, profesor asociat de biologie integrativă la Berkeley, care studiază genetica îmbătrânirii și a duratei de viață.
„Prin analiza diversității vieții și a longevitalității remarcabile a diferitelor specii, sperăm să putem înțelege mai bine interacțiunea dintre daunele ADN-ului și sistemul imunitar pentru a ne permite să avem durate de viață complete și sănătoase”, a spus el.
„Dacă începi să te uiți la specii longevive precum elefanții, balenele și liliecii, începi să găsești modalități în care natura a rezolvat deja multe dintre aceste probleme în sănătatea umană”, a adăugat Vazquez.
Liliecii au avut un succes remarcabil de la apariția lor acum aproximativ 60 de milioane de ani. În prezent, ei constituie 20% din toate speciile de mamifere, ocupând habitate pe toate continentele, cu excepția Antarcticii, și s-au adaptat la o gamă largă de nișe ecologice.
Printre cele 1.511 specii de lilieci cunoscute, aproximativ 139 aparțin genului Myotis. Acești lilieci sunt deosebit de interesanți deoarece specii înrudiți pot avea durate de viață dramatic diferite. Myotis Brandt poate supraviețui timp de o jumătate de secol, în timp ce Myotis nigricans, din America de Sud și Centrală, trăiește doar aproximativ șapte ani. Vazquez a comparat acest contrast cu o situație ipotetică în care apropiatul nostru ruda, Homo neanderthalensis, ar fi trăit de nouă ori mai mult decât Homo sapiens modern.
O altă caracteristică neobișnuită a liliecilor este sistemul lor imunitar. Cercetătorii au descoperit că acesta funcționează la un nivel neobișnuit de ridicat, ajutând liliecii să controleze inflamația dăunătoare, în timp ce trăiesc cu infecții virale persistente fără a se îmbolnăvi.
Această capacitate permite liliecilor sănătoși să găzduiască o varietate extraordinară de virusuri. Unele dintre aceste virusuri, inclusiv cele legate de cauza COVID-19, pot fi transmise la oameni.
Cercetătorii au propus că sistemele imune puternice ale liliecilor ar putea fi conectate la activitatea lor fizică intensă. Vazquez compară zborurile nocturne ale liliecilor în timp ce vânează insecte cu alergarea a mai multor ultramaratoane în fiecare zi.
„Liliecii au evoluat cu această capacitate incredibilă de fitness, această capacitate incredibilă de a face față bolilor și această capacitate incredibilă de a preveni cancerul”, a spus el. „Aceasta înseamnă că, înțelegând modul în care liliecii au evoluat pentru a face toate aceste lucruri pe care alte mamifere nu le-au realizat, putem găsi modalități complet noi și neașteptate de a face față lucrurilor normale care cauzează bolile umane.”
De asemenea, noua analiză genomică oferă o altă legătură intrigantă. Ori de câte ori Vazquez a identificat o genă asociată cu durata de viață a liliecilor, colaboratoarea sa Elise Lauterbur, care era la Univers
