חוקרים גילו שחלבונים מ-tardigrades, הידועים כשורדים בתנאים קיצוניים, יכולים להאט תהליכים מולקולריים בתאים אנושיים, ומציעים יישומים מבטיחים במחקר הזדקנות ואחסון תאים. ממצא זה סולל את הדרך לפיתוח טכנולוגיות חדשות לשיפור בריאות האדם ולטפל במחלות.
חוקרים מאוניברסיטת וויומינג קידמו את הבנתנו כיצד טארדיגרדים שורדים בתנאים קיצוניים והראו שחלבונים מהיצורים המיקרוסקופיים המתבטאים בתאים אנושיים יכולים להאט תהליכים מולקולריים.
זה הופך את חלבוני הטרדגראד למועמדים פוטנציאליים בטכנולוגיות שבמרכזן האטת תהליך ההזדקנות ובאחסון לטווח ארוך של תאים אנושיים.
המחקר החדש, שפורסם בכתב העת מדעי החלבון, בוחן את המנגנונים שבהם משתמשים טרדיגרדים כדי להיכנס ולצאת מהנפשה מושעית כאשר הם מתמודדים עם לחץ סביבתי. בהנחייתה של מדענית המחקר הבכירה סילביה סאנצ'ז-מרטינז במעבדה של המחלקה לביולוגיה מולקולרית של UW, עוזר פרופסור תומס בותבי, המחקר מספק ראיות נוספות לכך שבסופו של דבר ניתן להשתמש בחלבונים טארדיגרדיים כדי להפוך טיפולים מצילי חיים לזמינים לאנשים שבהם קירור אינו אפשרי – ולשפר את האחסון של טיפולים מבוססי תאים, כגון תאי גזע.
באורך של פחות מחצי מילימטר, טארדיגרדים – הידועים גם בשם דובי מים – יכולים לשרוד בהתייבשות מלאה; להיות קפוא בדיוק למעלה אפס מוחלט (בערך מינוס 458 מעלות פרנהייט, כאשר כל התנועה המולקולרית נעצרת); מחומם ליותר מ-300 מעלות פרנהייט; הוקרן פי כמה אלפי מעבר למה שאדם יכול לעמוד בו; ואפילו לשרוד את הוואקום של החלל החיצון.
מדענית המחקר הבכירה של אוניברסיטת וויומינג סילביה סנצ'ז-מרטינז, משמאל, והעוזר פרופסור לביולוגיה מולקולרית תומס בותבי, הובילו מחקר חדש שסיפק ראיות נוספות לכך שבסופו של דבר ניתן להשתמש בחלבונים טארדיגרדיים כדי להפוך טיפולים מצילי חיים לזמינים לאנשים שבהם קירור אינו אפשרי. קרדיט: Vindya Kumara
ממצאי מחקר וכיוונים עתידיים
הם שורדים על ידי כניסה למצב של אנימציה מושעה הנקראת ביוסטזיס, תוך שימוש בחלבונים היוצרים ג'לים בתוך התאים ומאטים תהליכי חיים, על פי המחקר החדש בהובלת UW. מחברי המחקר הם ממוסדות כולל ה אוניברסיטת בריסטול בבריטניה, אוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס, אוניברסיטת קליפורניה-מרסד, אוניברסיטת בולוניה באיטליה ואוניברסיטת אמסטרדם בהולנד.
סאנצ'ז-מרטינז, שהגיע מהמכון הרפואי הווארד יוז כדי להצטרף למעבדת UW של בותבי, היה המחבר הראשי של המאמר.
"למרבה הפלא, כאשר אנו מכניסים את החלבונים הללו לתאים אנושיים, הם מתגלים ומאטים את חילוף החומרים, בדיוק כמו בטרדיגרדים", אומר סנצ'ז-מרטינז. "יתר על כן, בדיוק כמו טארדיגרדים, כאשר אתה מכניס תאים אנושיים שיש להם חלבונים אלה לביוסטאזיס, הם הופכים עמידים יותר ללחצים, ומעניקים חלק מהיכולות של הטארדיגרדים לתאים האנושיים."
חשוב לציין, המחקר מראה שכל התהליך הוא הפיך: "כאשר הלחץ מוקל, הג'לים הטרדיגרדים מתמוססים, והתאים האנושיים חוזרים לחילוף החומרים הרגיל שלהם", אומר בותבי.
"הממצאים שלנו מספקים דרך לחיפוש אחר טכנולוגיות המתמקדות בהשראת ביוסטזיס בתאים ואפילו באורגניזמים שלמים כדי להאט את ההזדקנות ולשפר את האחסון והיציבות", סיכמו החוקרים.
מחקרים קודמים של הצוות של Boothby הראו שניתן להשתמש בגרסאות טבעיות ומהונדסות של חלבוני טארדיגרד כדי לייצב תרופה חשובה המשמשת לטיפול באנשים עם המופיליה ומצבים אחרים ללא צורך בקירור.
היכולת של טארדיגראד לשרוד בהתייבשות תמהה מדענים, שכן היצורים עושים זאת באופן שנראה שונה ממספר אורגניזמים אחרים בעלי יכולת להיכנס לאנימציה מושעית.
המחקר מומן על ידי ה המכונים הלאומיים לבריאותה נאס"א המכון לאסטרוביולוגיה, והקרן הלאומית למדע בארה"ב.
