Aldring er ikke en uundgåelig kendsgerning i livet - mange dyr har allerede fundet en måde at forsinke dødsøjeblikket på. Deres tip kan hjælpe os alle med at nyde et langt og sundt liv. For eksempel mindst op til to hundrede år. Kan du forestille dig dette? Jeg er.
Bare 30 år efter offentliggørelsen af Moby Dick forsøgte en gruppe alaskiske hvalfangere at holde styr på deres egen havkæmpe. Deres mål var hanhvalen, det næststørste pattedyr på jorden.
Denne art er berømt for sin fantastiske levetid: ifølge inuit folklore lever disse hvaler "to menneskeliv" og er også befriet for harpuner på grund af deres enorme styrke.
Disse hvalfangere var bevæbnet med den nyeste teknologi, især en "spydbombe", der eksploderer ved kollision for at gennembore et tykt lag hvalolie. Dette var dog ikke nok til at besejre hvalen. Tre spydfragmenter ramte ham i siden, men - ligesom Moby Dick - brød han fri og forlod kun overfladiske sår.
Hvalen fortsatte med at vandre ufanget i yderligere 120 år, indtil 2007, da en gruppe hvalfangere endelig fangede ham. Hun fandt endda fragmenter af selve spydet, der blev tilbage i hvalolien.
Ifølge forskellige skøn lever disse hvaler i mindst 150 år og muligvis op til 210 år. Bortset fra let krøllet hud, overskydende fedt og kampar viser hvaler overraskende få dårlige effekter fra en lang levetid. Hvilket igen er af stor interesse for læger, der studerer aldring.
”De lever meget længere end mennesker, men de lever i naturen uden at gå til en læge eller udnytte fordelene ved det menneskelige samfund,” siger João Pedro de Magalhaes fra University of Liverpool. "De skal således beskyttes naturligt mod sygdomme i alderdommen."
Salgsfremmende video:
Ved at studere disse hvaler og andre ekstremt langlivede skabninger håber de Magalhaes og kolleger, at vi kan finde nye lægemidler, der ligeledes vil bremse forfaldet af menneskekroppen og forsinke døden.
”Aldring er et mysterium, vi ved relativt lidt om de biologiske processer, der er forbundet med det, og det forbliver grundårsagen til lidelse og død i den moderne verden,” siger de Magalhaes. "Hvis vi kunne udskyde det selv i et stykke tid, ville det være et hidtil uset mirakel for en person."
Vadim Gladyshev fra Harvard University er enig med ham.”Dette er et vitalt biologisk problem, da de fleste kroniske sygdomme hos mennesker stammer fra aldring. Biomedicinsk videnskab er organiseret til at fokusere på specifikke sygdomme som kræft, Alzheimers eller diabetes,”siger han. "Men hvis du udsætter aldring, kan du også udskyde alle dens tilknyttede sygdomme."
En række faktorer er forbundet med aldring. For det første miljøet: ingen kan leve i en boble, så vores DNA og anden molekylær teknik beskadiges langsomt af skadelige kemikalier eller stråling. Selvom vores celler har værktøjerne til at reparere, til sidst ødelæggelsen bliver for omfattende, fører til mutationer, og cellerne vokser til tumorer.
Vi kunne også løse problemer med vores eget stofskifte: Ligesom ovne skal rengøres regelmæssigt, genererer vores celler meget affald, når energi forbrændes. Affald opbygges over tid og kan forstyrre vigtige biologiske processer.”Mængden af skader ophobes, og kroppen er ikke i stand til at klare det,” siger Gladyshev.
Endelig står kroppen over for problemer med organregenerering: hvert kromosom har et bundt DNA i enderne kaldet telomerer, der opfører sig som plastikspidser på snørebånd for at forhindre dem i at sprede sig.
Telomeren bliver kortere, hver gang cellen deler sig, indtil den til sidst bliver så kort, at cellen ikke fungerer eller dør. Med dette resultat bliver vi sårbare over for forskellige sygdomme.
Menageri af Methuselah
Alt tyder på, at en eller anden uimodståelig kraft skubber os ihjel - men flere beviser tyder på, at der er bremser, der kan bremse denne proces. For eksempel kan et almindeligt diabetisk lægemiddel, metformin, forsinke ældningen let hos mus.
Og en simpel ændring i et gen involveret i cellulær metabolisme i annelider kan i høj grad forlænge dets levetid; og mens de samme ændringer sandsynligvis ikke hjælper mere komplekse organismer, antyder alt dette, at aldring er ret håndterbar. "Aldring er overraskende fleksibel og håndterbar," siger de Magalhaes.
Forskere som Magalhaes og Gladyshev leder efter andre kandidater, der bruger ægte mafusaili som ledere (Methuselah er den bibelske karakter, der har levet længst).
Kun blandt pattedyr er den forventede levealder meget forskellig fra spidsmus, der ikke lever længere end seks måneder, til buehvaler, der lever mere end to hundrede år. Af en eller anden grund har naturlig udvælgelse skubbet visse skabninger til at udvikle deres egne eliksirer af livet.
”Metformin forlænger musens levetid lidt, men når man ser på forskellige væsner, er den naturlige selektions evne til at øge levetiden meget mere kraftfuld,” siger de Magalhaes. "De vil sandsynligvis udvikle andre livsforlængende mekanismer, der modstår kræft og andre aldersrelaterede sygdomme."
Og hver af dem kan forbedre vores medicin. Eller, som Gladyshev bemærker, “naturen ændrer forventet levealder hele tiden, det eneste spørgsmål er, hvordan det gør det. Kan vi blive styret af denne mekaniker og derved forlænge menneskers levetid?"
De mest interessante væsner er blandt de specielle hundredeårige; specifikke arter kan overleve, synes det, selv de nærmeste slægtninge. Og de er ikke altid så majestætiske som buehvalen.
Med sin rynkede og hårløse hud ligner den nøgne muldvarp rotte slet ikke et barn på en sundhedsfremmende plakat - men lever op til 30 år, langt mere end de 2-3 år, som almindelige mus har råd til.
Derudover er den nøgne molrotte ekstremt resistent over for kræft - ikke et eneste tilfælde af kræft er blevet identificeret i tusinder af individuelle muldyrrotter, der er undersøgt i laboratorier. Selv når de blev badet i stærke kræftfremkaldende stoffer, forblev de immune over for kræft.
Dette kan delvist forklares ved, at deres celler holder op med at vokse, når de bliver for tætte - denne mekanisme stopper tumormultiplikation og tager vækst under kontrol. Og det ser ud til at stamme fra en særlig "tung" version af et kemikalie kendt som hyaluronsyre.
Dette molekyle er en del af stilladset, der omgiver buret, og kan oprindeligt have været involveret i at udvikle elasticiteten af den nøgne molrotters hud for at gøre det lettere for det at presse gennem stramme huler.
I dag ser det ud til at være en del af et signaleringssystem, der forhindrer celler i at sprede sig ukontrollabelt. Med andre ord, selvom mutationen tillader dannelse af en tumor, stopper hyaluron dens videre udvikling.
Gladyshev studerede også Brandts flagermus, en lille skabning, der lever i over 40 år på trods af at den vejer lidt mere end en terning af raffineret sukker. "I betragtning af dens størrelse er dette det mest ekstreme tilfælde," siger Gladyshev.
Han fandt usædvanlige mutationer omkring receptorer i mus, der formidler hormonvækst og insulinlignende vækstfaktor - ændringer, der kan få os til at tænke over, hvordan man styrer stofskiftet hos dyr, hvilket begrænser den skade, der normalt kommer med alderen.
Vil den rekordstore hval opfange sådanne tip? Hvalens enorme størrelse - 20 meter lang og op til hundreder af tons i vægt - skaber nogle unikke problemer af interesse for biologer som Magalhaes og Gladyshev. For eksempel, hvis dets celler brændte energi i samme hastighed som musecellerne, ville overskydende varme koge det omgivende vand, så evolutionen producerede en langsom metabolisme og lav kropstemperatur i hvalen.
En sådan enorm krop udsætter dig også for en enorm risiko for kræft takket være enkel matematik: jo flere celler du har, jo større er chancerne for at du udvikler skadelige mutationer. (Faktisk fandt en undersøgelse endda, at høje mennesker er lidt mere tilbøjelige til at udvikle kræft end korte mennesker af denne grund.)
Og problemet bliver værre, hvis du lever længere, du oplever "mere celledeling, så chancerne for kræft stiger dramatisk," siger Leonard Nanni fra University of California, Riverside, der studerer udviklingen af kræft.
Udødelig zoologisk have
Kan nogen skabninger leve for evigt?
Hvalhvalen kan leve længere end to århundreder, hvilket gør den til det ældste pattedyr. Men hvordan sammenlignes dette med andre typer organismer? En undersøgelse af frøene fra børstehåret fyr, der lever op til 4.700 år, har ikke afsløret nogen specifikke cellulære mutationer, der muligvis har udviklet sig over tid.
Koloniale dyr som koraller kan leve i over 4.000 år. Men individuelle polypper varer ikke mere end et par år.
Minemuslingen betragtes som det ældste ensomme dyr. Denne oceaniske langlever var 507 år gammel, da biologer hentede den fra kystvande nær Island i 2006.
Baseret på den menneskelige hastighed for kræftudvikling skal alle store hvaler være fyldt med tumorer før fødslen - men de fortsætter med at leve og leve. Denne kendsgerning er kendt som "Peto-paradokset" og antyder, at hvaler, ligesom nøgne muldvarprotter, har snedige evolutionære tricks på ærmerne for at klare skadelige mutationer.
Hvis du sætter dem i sammenhæng med andre dyr, vil de virkelig være langvarige. De skal have nogle mekanismer til at undertrykke væksten af tumorer, som vi ikke har.
Det er disse mekanismer og meget mere, som Magalhaes forsøger at finde ved at kigge ind i hvalens genom. Oprindeligt forsøgte han at eksperimentere med stof. Og til sidst fandt han et hold, der allerede havde oprettet forbindelser med Inuit-jægere.
For at bevare deres traditioner indfanger og dræber oprindelige samfund omkring Arktis et begrænset antal buehvaler hvert år. Selvom de oprindeligt var mistænkelige over for udenforstående, blev jægerne til sidst enige om at hjælpe forskere med at tage noget af vævet fra byttet.
Selv efter indsamling af materialet stod gruppen over for den ekstraordinære udfordring ved genetisk sekventering. I betragtning af den store mængde data var opgaven beslægtet med at skære hundreder eller tusinder af eksemplarer af Moby Dicks og derefter arrangere de enkelte sekvenser i meningsfuld rækkefølge.
Resultatet var en række fund, der kunne bane vejen for fremtidig medicin. Forskere så særlig interesse for ændringer i et gen kaldet ERCC1. Dette gen er kendt for at kode molekylære værktøjer, der kan lappe små sektioner af et beskadiget genom. Det ser ud til, at en mutation i buehvaler er gået et skridt videre og muligvis forhindrer ophobning af skadelige mutationer, der forårsager kræft.
Forskerne opdagede også ændringer i PCNA-genet, som er involveret i celleproliferation. Det koder for et protein, der fungerer som en slags klemme, der forbinder de molekylære maskiner, der udløser DNA-replikation. Hovedhvaler har duplikeret regioner med dette gen, og deres mutationer ser ud til at hjælpe med at interagere med andre dele af DNA-reparationsværktøjet.
Forskere har antydet, at denne ene ændring kan provokere cellevækst uden den skade, der kommer gennem årene. I betragtning af andre vigtige tilpasninger kan dette hjælpe hvaler med at reducere cellulær stress, hvilket igen kan føre til langt liv i pattedyr.
Et tegn på lang levetid
På tværs af Atlanterhavet, ved Harvard, gennemførte Gladyshev for nylig sin egen undersøgelse af "transkriptomet" af buehvaler; ikke kun ved at studere gener, men også ved at studere deres aktivitet. Hvis du ser, at visse gener er særlig aktive, ved du, at de også kan spille en vigtig rolle i aldring. Forskeren fandt de samme typer ændringer i insulinsignaliseringssystemet, som han bemærkede i Brandts flagermus.
”Måske er det sådan, at den metaboliske indstilling af celler ændres, på en eller anden måde bliver de langvarige. Disse fund kræver imidlertid omhyggelig analyse. " Resultaterne fører ifølge forskeren til "et tegn på lang levetid" og kan derfor bruges i videre forskning.
Disse fund har tiltrukket sig nøglefigurer inden for medicin. Francis Collins, direktør for US National Institutes of Health var imponeret og skrev, at Gladyshevs arbejde bringer os "lige til tærsklen til nye opdagelser om sundt og langt liv."
Ud over denne tærskel kan vi finde mange mulige måder at forbedre vores behandling på. Gladyshev hævder, at vi kunne se, om en slags diæt eller motion kan hjælpe vores kroppe med at udvikle en hvalignende levetid.
For eksempel har nogle hævdet, at faste eller "kaloriebegrænsning" bremser aldringsprocessen, og det ville være interessant at sammenligne metaboliske ændringer for at se, om de ligner dem, der giver hvaler mulighed for at leve så længe. I denne forstand kan buehvaler være vores guider til lange og lykkelige liv.
Derudover kunne disse langlivede skabninger inspirere os til mere radikale behandlinger. De første skridt, siger Magalhaes, vil være at dyrke humant væv med mutationer set i buehvaler, Brandts flagermus og nøgne muldyrrotte.
”Hvis vi ændrer humane proteiner til at ligne dyr, kan vi se ændringer i DNA,” siger han. "Og jeg vil gerne tage buehvalgener og lægge dem i mus for at se, om de lever længere."
Efter disse indledende tests vil den næste forhindring være at finde en måde at skabe de samme ændringer i en ekstremt kompleks menneskekrop, måske med lægemidler, der efterligner genetiske effekter.
I nogle tilfælde kan organismer som gær genetisk modificeres til at dyrke proteinerne af interesse i store kar, der selvrenses til human brug, eller der kan findes stoffer, der efterligner disse effekter.
I fremtiden kan genterapi endda tillade os at rette DNA'et hos levende mennesker; vi kunne låne genetiske mutationer fra buehvaler, som de har produceret i millioner af år. I betragtning af nylige fremskridt inden for genterapi er "der ingen grund til at tro, at dette er umuligt."
Naturligvis er den sværeste ting forude. Mens vi er relativt tæt beslægtede set fra et evolutionært perspektiv, kan det, der fungerer for hvalen eller den nøgne muldyrrotte, arbejde begrænset eller slet ikke for menneskekroppen.
”Du kan altid finde forskellige måder, hvorpå forskellige organismer undertrykker kræft - men om de vil være nyttige terapeutisk, kan du ikke vide på forhånd,” siger Nanni.
Den naturlige reaktion på kræft blev udviklet gennem en “lykkelig proces”, hvor en unik løsning stammede fra de unikke forhold i hver enkelt organisme. Med alt dette glæder han sig over en ny tilgang til at finde løsninger i naturen.
"Jeg tror, at kræftbiologer er begyndt at forstå, at inkorporering af evolutionære ideer vil være en frugtbar indsats."
De Magalhaes og Gladyshev har ingen illusioner om stiens kompleksitet - men de mister ikke håbet.”Historien er fuld af påstande fra eksperter, der troede, at nogle ting var umulige og endte med at være forkerte,” siger de Magalhaes.
Tænk på medicinsk tilstand for 120 år siden, da nogle af nutidens buehvaler bare var børn. Dengang var livstruende infektioner almindelige. I dag bruges antibiotika til at behandle dem med succes.
I sidste ende ser de Magalhaes aldring som den ultimative sygdom - en sygdom, der kan helbredes alene.
”Vi forlænger ikke bare forfaldet,” siger han.”Vi ønsker, at 70-årige skal have 50-åriges helbred - det er målet.”
Måske ser vi i 2120 bagud og undrer os over de første skridt mod dette mål.