Aldring er ikke et uunngåelig faktum i livet - mange dyr har allerede funnet en måte å forsinke dødsøyeblikket. Tipsene deres kan hjelpe oss alle til å nyte et langt og sunt liv. For eksempel minst opptil to hundre år. Kan du forestille deg dette? Jeg er.
Bare 30 år etter publiseringen av Moby Dick forsøkte en gruppe hvalfangere i Alaska å tøyle inn sin egen havgigant. Målet deres var hannhvalen, det nest største pattedyret på jorden.
Denne arten er kjent for sin fantastiske levetid: ifølge inuit folklore lever disse hvalene "to menneskeliv" og er også frigjort fra harpuner på grunn av deres enorme styrke.
Disse hvalfangerne var bevæpnet med den nyeste teknologien, særlig en "spydbombe" som eksploderer ved støt for å stikke gjennom et tykt lag hvalolje. Dette var imidlertid ikke nok til å beseire hvalen. Tre spydfragmenter traff ham i siden, men - i likhet med Moby Dick - brøt han seg løs og forlot bare overfladiske sår.
Hvalen fortsatte å vandre ufangst i ytterligere 120 år, til 2007, da en gruppe hvalfangere endelig fanget ham. Hun fant til og med fragmenter av selve spydet som var igjen i hvaloljen.
I følge forskjellige estimater lever disse hvalene i minst 150 år, og muligens opptil 210 år. Bortsett fra lett rynket hud, overflødig fett og kamp arr, viser hval overraskende få skadelige effekter av et langt liv. Noe som igjen er av stor interesse for leger som studerer aldring.
"De lever mye lenger enn mennesker, men de lever i naturen uten å gå til lege eller nyte godt av det menneskelige samfunnet," sier João Pedro de Magalhaes ved University of Liverpool. "Dermed må de være naturlig beskyttet mot sykdommer i alderdommen."
Kampanjevideo:
Ved å studere disse hvalene og andre ekstremt langlivede skapninger, håper de Magalhaes og kolleger at vi kan finne nye medisiner som på samme måte vil redusere forfallet til menneskekroppen og forsinke døden.
"Aldring er et mysterium, vi vet relativt lite om de biologiske prosessene som er forbundet med det, og det er fortsatt årsaken til lidelse og død i den moderne verden," sier de Magalhaes. "Hvis vi kunne utsette det selv for en liten stund, ville det være et enestående mirakel for en person."
Vadim Gladyshev fra Harvard University er enig med ham. “Dette er et viktig biologisk problem, siden de fleste kroniske sykdommer hos mennesker stammer fra aldring. Biomedisinsk vitenskap er organisert for å fokusere på spesifikke sykdommer som kreft, Alzheimers eller diabetes, sier han. "Men hvis du utsetter aldring, kan du også utsette alle sykdommene."
En rekke faktorer er forbundet med aldring. For det første miljøet: ingen kan leve i en boble, så DNA og annen molekylær konstruksjon blir sakte skadet av skadelige kjemikalier eller stråling. Selv om cellene våre har verktøyene til å reparere, blir ødeleggelsen til slutt for omfattende, fører til mutasjoner, og cellene vokser til svulster.
Vi kan også løse problemer med vårt eget stoffskifte: Akkurat som ovner må rengjøres regelmessig, genererer cellene våre mye avfall etter hvert som energi blir brent. Avfall bygger seg opp over tid og kan forstyrre viktige biologiske prosesser. "Mengden skader akkumuleres, og kroppen klarer ikke å takle den," sier Gladyshev.
Til slutt står kroppen overfor problemene med organregenerering: hvert kromosom har et DNA-bunt i endene kalt telomerer, som oppfører seg som plastspisser på blonder for å forhindre at de sprer seg.
Telomeren blir kortere hver gang cellen deler seg til den til slutt blir så kort at cellen ikke fungerer eller dør. Med dette utfallet blir vi sårbare for ulike sykdommer.
Menageriet av Metusalah
Alt tyder på at en viss overbevisende kraft presser oss mot døden - men flere bevis tyder på at det er bremser som kan bremse denne prosessen. For eksempel kan et vanlig diabetisk medikament, metformin, forsinke aldringen noe hos mus.
Og en enkel endring i ett gen som er involvert i cellulær metabolisme i annelider, kan forlenge dets levetid; og selv om de samme endringene neppe vil hjelpe mer komplekse organismer, antyder alt dette at aldring er ganske håndterbar. "Aldring er overraskende fleksibel og håndterbar," sier de Magalhaes.
Forskere som Magalhaes og Gladyshev leter etter andre kandidater, og bruker ekte mafusaili som ledere (Metusalah er den bibelsk karakteren som har levd lenge.
Blant pattedyr alene er forventet levealder veldig annerledes, fra spissmus, som ikke lever lenger enn seks måneder, til hvalhvaler, som lever mer enn to hundre år. Av en eller annen grunn har naturlig utvalg presset visse skapninger til å utvikle sine egne livselikser.
"Metformin forlenger levetiden til mus litt, men når du ser på forskjellige skapninger, er evnen til naturlig utvalg å øke levetiden mye kraftigere," sier de Magalhaes. "De vil mest sannsynlig utvikle andre livsforlengende mekanismer, motstå kreft og andre aldersrelaterte sykdommer."
Og hver av dem kan forbedre medisinen vår. Eller, som Gladyshev bemerker, “naturen endrer forventet levealder hele tiden, det eneste spørsmålet er hvordan den gjør det. Kan vi bli veiledet av denne mekanikeren og dermed forlenge levetiden til mennesker?"
De mest interessante skapningene er blant de spesielle hundreårene; bestemte arter kan overleve, ser det ut til og med de nærmeste slektningene. Og de er ikke alltid like majestetiske som baugen.
Med sin rynkete og hårløse hud ser den nakne føflekkratten ikke ut som barnet på helsefremmende plakaten - men lever opp til 30, langt mer enn de 2-3 årene som vanlige mus har råd til.
I tillegg er den nakne føflekkrotten ekstremt motstandsdyktig mot kreft - ikke et eneste tilfelle av kreft har blitt identifisert i tusenvis av individuelle føflekkrotter som er studert i laboratorier. Selv når de ble badet i sterke kreftfremkallende stoffer, forble de immun mot kreft.
Dette kan delvis forklares med det faktum at cellene deres slutter å vokse når de blir for tette - denne mekanismen stopper tumormultiplikasjon og tar kontroll over veksten. Og det ser ut til å stamme fra en spesielt "tung" versjon av et kjemikalie kjent som hyaluronsyre.
Dette molekylet er en del av stillaset som omgir buret, og kan i utgangspunktet ha vært involvert i å utvikle elastisiteten til den nakne føflekkens hud for å gjøre det lettere for det å presse seg gjennom tette hull.
I dag ser det ut til å være en del av et signalanlegg som hindrer cellene i å spre seg ukontrollert. Med andre ord, selv om mutasjonen tillater dannelse av en svulst, stopper hyaluron den videre utviklingen.
Gladyshev studerte også Brandts flaggermus, en liten skapning som lever i over 40 år til tross for at den veier litt mer enn en terning med raffinert sukker. "Med tanke på størrelsen er dette det mest ekstreme tilfellet," sier Gladyshev.
Han fant uvanlige mutasjoner rundt musreseptorer som formidler hormonvekst og insulinlignende vekstfaktor - endringer som kan føre til at vi tenker på hvordan vi kan kontrollere stoffskiftet hos dyr, og begrenser skaden som vanligvis kommer med alderen.
Vil den rekordhvalen hente slike hint? Hvalens enorme størrelse - 20 meter lang og opptil hundrevis av tonn - skaper noen unike problemer av interesse for biologer som Magalhaes og Gladyshev. For eksempel, hvis cellene brente energi i samme hastighet som cellene til mus, ville overskuddsvarmen koke det omkringliggende vannet, så evolusjonen har produsert en langsom metabolisme og lav kroppstemperatur i hvalen.
En slik stor kropp utsetter deg også for en enorm risiko for kreft, takket være enkel matte: jo flere celler du har, jo større er sjansene for at du vil utvikle skadelige mutasjoner. (Faktisk fant en studie til og med at høye mennesker er litt mer sannsynlig å utvikle kreft enn korte mennesker av denne grunn.)
Og problemet blir verre hvis du lever lenger, du opplever "mer celledeling, så sjansene for kreft øker dramatisk," sier Leonard Nanny fra University of California, Riverside, som studerer utviklingen av kreft.
Udødelig dyrepark
Kan noen skapninger leve evig?
Hvalhvalen kan leve lenger enn to århundrer, noe som gjør den til det eldste pattedyret. Men hvordan sammenlignes dette med andre typer organismer? En studie av frøene til bristlecone furu, som lever opp til 4700 år, har ikke avdekket noen spesifikke mobilmutasjoner som kan ha utviklet seg over tid.
Koloniale dyr som koraller kan leve i over 4000 år. Men individuelle polypper vil ikke vare mer enn noen få år.
Mine musling regnes som det eldste ensomme dyret. Denne oseaniske langleveren var 507 år gammel da biologer hentet den fra kystvann nær Island i 2006.
Basert på den menneskelige hastigheten på kreftutvikling, bør alle store hvaler være full av svulster før fødselen - men de fortsetter å leve og leve. Dette faktum er kjent som "Peto-paradokset", og antyder at hvaler, som nakne føflekkrotter, har listige evolusjonære triks i ermene for å takle skadelige mutasjoner.
Hvis du setter dem i sammenheng med andre dyr, vil de virkelig være langvarige. De må ha noen mekanismer for å undertrykke veksten av svulster, som vi ikke har.
Det er disse mekanismene, og mye mer, som Magalhaes prøver å finne ved å kikke inn i hvalens genom. Opprinnelig prøvde han å eksperimentere med stoff. Og til slutt fant han et team som allerede hadde gjort forbindelser med Inuit-jegerne.
For å bevare sine tradisjoner fanger innfødte samfunn rundt Arktis et begrenset antall buehvaler hvert år. Selv om jegerne i utgangspunktet var mistenkelige for utenforstående, ble de til slutt enige om å hjelpe forskere med å ta noe av vevet fra byttet.
Selv etter å ha samlet inn materialet, møtte gruppen den ekstraordinære utfordringen med genetisk sekvensering. Gitt det store datamengden, var oppgaven lik å skjære hundrevis eller tusenvis av eksemplarer av Moby Dicks og deretter ordne de enkelte sekvensene i meningsfull rekkefølge.
Resultatet var en serie funn som kunne bane vei for fremtidig medisin. Forskere så særlig interesse for endringer i et gen kalt ERCC1. Dette genet er kjent for å kode molekylære verktøy som kan lappe små deler av et skadet genom. Det ser ut til at en mutasjon i buehval har gått enda lenger og kan forhindre akkumulering av skadelige mutasjoner som forårsaker kreft.
Forskerne oppdaget også endringer i PCNA-genet, som er involvert i celleproliferasjon. Den koder for et protein som fungerer som en slags klemme som forbinder molekylære maskiner som utløser DNA-replikasjon. Hvalhvaler har duplisert regioner med dette genet, og deres mutasjoner ser ut til å hjelpe til med å samhandle med andre deler av DNA-reparasjonsverktøyet.
Forskere har antydet at denne endringen kan provosere cellevekst uten skaden som kommer gjennom årene. Med tanke på andre viktige tilpasninger, kan dette hjelpe hvaler med å redusere cellulært stress, noe som igjen kan føre til langt liv i pattedyr.
Et tegn på lang levetid
Over Atlanterhavet, ved Harvard, utførte Gladyshev nylig sin egen undersøkelse av "transkriptomet" av buehvaler; ikke bare ved å studere gener, men også ved å studere deres aktivitet. Hvis du ser at visse gener er spesielt aktive, vet du at de også kan spille en viktig rolle i aldring. Forskeren fant de samme typene endringer i insulinsignalsystemet som han la merke til i Brandts flaggermus.
“Kanskje dette er hvordan den metabolske innstillingen av celler endres, på en eller annen måte blir de langvarige. Imidlertid krever disse funnene nøye analyser. " Resultatene fører til "et tegn på lang levetid", ifølge forskeren, og kan derfor brukes i videre forskning.
Disse funnene har vakt oppmerksomhet fra nøkkelpersoner innen medisin. Francis Collins, direktør for US National Institutes of Health, var imponert og skrev at Gladyshevs arbeid bringer oss "rett til terskelen til nye funn om sunt og langt liv."
Utover denne terskelen kan vi oppdage mange mulige måter å forbedre behandlingen på. Gladyshev hevder at vi kunne se om en slags diett eller trening kan hjelpe kroppene våre med å utvikle en hvalignende levetid.
For eksempel har noen hevdet at faste, eller "kaloribegrensning", bremser aldringsprosessen, og det ville være interessant å sammenligne metabolske endringer for å se om de ligner de som lar hvalene leve så lenge. I denne forstand kan hvalhvaler være våre guider for lange og lykkelige liv.
I tillegg kan disse langlivede skapningene inspirere oss til mer radikale behandlinger. De første trinnene, sier de Magalhaes, vil være å dyrke menneskelig vev med mutasjoner sett i buehvaler, Brandts flaggermus og naken føflekkrotte.
"Hvis vi endrer menneskelige proteiner til å ligne dyr, kan vi se endringer i DNA," sier han. "Og jeg vil gjerne ta buehvalgenene og putte dem i mus for å se om de lever lenger."
Etter disse første testene vil neste hindring være å finne en måte å skape de samme endringene i en ekstremt kompleks menneskekropp, kanskje med medisiner som etterligner genetiske effekter.
I noen tilfeller kan organismer som gjær modifiseres genetisk for å dyrke proteinene som er av interesse i store kar som vil rense seg selv for menneskelig bruk, eller det kan bli funnet medisiner som etterligner disse effektene.
I fremtiden kan genterapi til og med tillate oss å fikse DNA til levende mennesker; vi kunne låne genetiske mutasjoner fra buehvaler som de har produsert i millioner av år. Gitt nylige fremskritt innen genterapi, "er det ingen grunn til å tro at dette er umulig."
Åpenbart ligger det vanskeligste foran. Selv om vi er relativt nært beslektede fra et evolusjonært perspektiv, kan det som fungerer for hvalen eller den nakne føflekkrotten, fungere begrenset eller slett ikke for menneskekroppen.
"Du kan alltid finne forskjellige måter forskjellige organismer undertrykker kreft på, men om de vil være nyttige terapeutisk, kan du ikke vite på forhånd," sier Nanni.
Den naturlige responsen på kreft ble utviklet gjennom en "lykkelig prosess", hvor en unik løsning stammet fra de unike forholdene til hver enkelt organisme. Med alt dette ønsker han en ny tilnærming til å finne løsninger i naturen velkommen.
"Jeg tror kreftbiologer begynner å forstå at det å innlemme evolusjonære ideer vil være fruktbart."
De Magalhaes og Gladyshev har ingen illusjoner om stiens kompleksitet - men de mister ikke håpet. "Historien er full av påstander fra eksperter som mente at noen ting var umulige og til slutt ble feil," sier de Magalhaes.
Tenk på medisinens tilstand for 120 år siden, da noen av dagens buehvaler bare var barn. Den gang var livstruende infeksjoner vanlig. I dag brukes antibiotika til å behandle dem med suksess.
Til slutt ser de Magalhaes aldring som den ultimate sykdommen - en sykdom som kan helbredes alene.
"Vi utvider ikke bare nedslående perioden," sier han. "Vi vil at 70-åringer skal ha helsen til 50-åringer - det er målet."
Kanskje i 2120 vil vi se bakover og lure på de første trinnene mot dette målet.
