Kada se ćelije pripremaju za deobu, njihov DNK je čvrsto obmotan oko proteina kako bi se formirali hromozomi koji daju strukturu genetskom materijalu. Na krajevima tih hromozoma nalaze se telomere koje stvaraju neku vrstu zaštitne strukture kako bi se sprečilo oštećenje genskog materijala.

Međutim, svaki put kada se ćelija podeli, telomera se skraćuje. To znači da kako starimo i kako u našem telu dolazi do sve većeg broja deobe ćelija, telomeri postaju sve kraći i slabije štite naš DNK. Oštećenje genetskog materijala može da dovede do mutacija koje uzrokuju nekontrolisanu deobu ćelija, odnosno do pojave raka.

Ćelije izbegavaju da postanu kancerogene kada im telomere postanu prekratke, jer su se previše puta podele, i da ne bi potencijalno nanele štetu, ulaze u stanje nalik „zombiju“ koje sprečava dalju deobu, što se naziva proces ćelijskog starenja.

„Zombi“ ćelije mogu biti dobre, ali i loše za naše zdravlje

Pošto su otporne na smrt, stare – ili „zombi“ – ćelije se akumuliraju sa godinama. One mogu biti veoma korisne za zdravlje jer podstiču starenje obližnjih ćelija kod kojih postoji opasnost da postanu kancerogene i privlače imuni sistem da očisti ćelije raka.

Ali i one doprinose bolesti jer narušavaju zarastanje tkiva i imunološku funkciju jer luče hemikalije koje podstiču upalu i rast tumora, navode profesori Patricija Opresko i Rajan Barns sa Univerziteta u Pitsburgu koji su vodili ovo istraživanje.

Oksidacioni stres

Istraživači su želeli da utvrde da li direktno oštećenje telomera može biti dovoljno za pokretanje starenja i stvaranje zombi ćelija. Kako bi to postigli, ograničili su oštećenja samo na telomere tako što su pričvrstili protein na telomere ljudskih ćelija uzgajanih u ljaboratoriji.

Zatim su proteinu dodali boju koja ga čini osetljivim na svetlost. Sjaj svetla talasne dužine nešto kraće od infracrvene svetlosti, na ćelijama indukuje protein da proizvodi slobodne radikale kiseonika – visoko reaktivne molekule koji mogu da oštete DNK – tačno na telomerima, štedeći ostatak hromozoma i ćelija.

Otkrili su da je direktno oštećenje telomera bilo dovoljno da se ćelije pretvore u zombije, čak i kada zaštitne kapice nisu skraćene. Razlog za to, kako su ustanovili, verovatno je rezultat poremećene replikacije DNK na telomerima što čini hromozome još podložnijim oštećenjima ili mutacijama.

Zašto je ovo važno

Telomere se prirodno skraćuju sa godinama. One ograničavaju koliko puta ćelija može da se podeli signalizirajući im da postanu zombiji kada dostignu određenu dužinu. Ali višak slobodnih radikala proizveden iz normalnih telesnih procesa, kao i izlaganjem štetnim hemikalijama kao što su zagađenje vazduha i duvanski dim, može dovesti do stanja zvanog oksidativni stres koji može ubrzati skraćivanje telomera.

Ovo može prerano da izazove starenje i doprinese bolestima vezanim za starenje, uključujući imunodeficijenciju, kardiovaskularne bolesti, metaboličke bolesti i rak.

Ova studija otkriva da telomeri ne služe samo kao budilnik koji ukazuju napreviše puta podeljenu ćeliju, već i kao zvona upozorenja za štetne nivoe oksidativnog stresa.

Skraćivanje telomera u vezi sa godinama nije jedina stvar koja izaziva starenje. Oštećenje telomera je takođe dovoljno da se ćelija pretvori u zombija.

Koja se još istraživanja rade

Istraživači proučavaju tretmane i intervencije koje mogu zaštititi telomere od oštećenja i sprečiti nakupljanje zombi ćelija. Brojne studije na miševima otkrile su da uklanjanje zombi ćelija može doprineti zdravijem starenju poboljšanjem kognitivnih funkcija, mišićne mase i funkcije i oporavka od virusnih infekcija.

Istraživači takođe razvijaju lekove zvane senolitici koji mogu ili da ubiju zombi ćelije ili da spreče njihov razvoj.

Šta je sledeće

Ova studija se fokusira na posledice oštećenja telomera u ćelijama koje se aktivno dele, kao što su ćelije bubrega i kože. Naučnici sada nastoje da utvrde kako će se ova oštećenja odigrati u ćelijama koje se ne dele, poput neurona ili ćelija srčanog mišića.

Dok su istraživači pokazali da telomeri ćelija i tkiva koji se ne dele sa godinama postaju disfunkcionalni, nejasno je zašto se to dešava kada ovi telomeri uopšte ne bi trebalo da se skraćuju.

Чланак Šta su to „zombi“ ćelije u našem telu? се појављује прво на Vesti Online.

Tokom zime biljka je u stanju mirovanja. Njen rast je zaustavljen u jesen sa prvim niskim temperaturama i manjkom svetla kada počinje postupno privikavanje na nove uslove. Ako temperatura postupno pada, biljka ne doživljava stres, pa čak i u situacijama kada temperatura padne i do -40 ili -45 stepeni Celzijusa, ona će preživeti.

Međutim, kako su biljke, baš kao i ljudsko telo, većinski sačinjene od vode, temperature ispod nule u nekim situacijama mogu biti pogubne.

Smrzavanje drveta sprečava dehidracija ćelija kada se voda povlači u međućelijski prostor gde led nije smrtonosan.

Osim toga, tkivo biljke poseduje još jedan mehanizam koji ne dozvoljava formiranje leda, bar ne u delovima koji bi mogli da stvore povrede. Ova sposobnost biljaka i riba koje žive u vrlo hladnim vodama često se naziva „duboko superhlađenje“ – tečnosti i gasovi čak i na temperaturama nižim od njihove tačke smrzavanja ne prelaze u čvrsto stanje.

Biljke uspevaju da očuvaju svoje ćelije nesmrznute zahvaljujući sintezi takozvanih antifriz proteina koji zaustavljaju formiranje leda. Ove proteine proizvode ne samo biljke i ribe već i bakterije i druge vrste.

Pojavu je opisao pedesetih godina XX veka Per Fredrik Šolander, koji je verovao da ribe iz hladnih mora imaju nekakav „antifriz“ u krvi. Tokom šezdesetih godina Artur L. DeVries uspeo je da izoluje pomenuti antifriz protein koji se proizvodi u ribama, a tek nekoliko decenija kasnije potvrđeno je prisustvo i u drugim vrstama.

Чланак Šta se dešava sa drvećem na veoma niskim temperaturama? се појављује прво на Vesti Online.

U septembru su naučnici iz Kineske akademije nauka i Muzeja prirode Šandong Tianju izvestili o senzacionalnom otkriću mikroskopskih struktura u fosilu dinosaurusa Caudipteryx zoui starom 125 miliona godina. Oni tvrde da ove strukture mogu da predstavljaju najstariji uzorak DNK ikada pronađen u fosilima kičmenjaka.

Ove trvrdnje su često kontroverzne jer može biti teško da se razlikuje fosilizovano jezgro od slučajnog ugruška muneralizacije koji je nastao tokom procesa fosilizacije. U studiji objavljenoj u časopisu Communications Biology, naučnici su uporedili fosilizovanu hrskavicu kaudipetriksa (Caudipteryxa), dinosaurusa sa repom poput paunovog, sa ćelijama savremenih pilića. U fosilu su pronašli jezgro i filamente hromatina, od kojih su strukture hromozoma sastavljene.

Očuvanje ćelijskih jezgara kod davno izumrlih organizama smatra se retkim i izuzetnim fenomenom. Zbog krhkosti nukleinskih kiselina, takva jezgra se brzo uništavaju nakon smrti životinje. Međutim, nedavno su paleontolozi otkrili prave ćelijske strukture u nekoliko fosila.

Na primer, ćelije paprati stare 190 miliona godina opisane 2014. u časopisu Science bile su zakopane u vulkanskom pepelu i fosilizovane tako brzo da su se neke od njih zaustavile u procesu deobe ćelija. Kod nekih od njih hromozomi su bili nepogrešivo vidljivi.

Godine 2020, poznati paleontolog Alida Bajol, koja je takođe bila uključena u novo istraživanje, prijavila je moguće očuvanje DNK u lobanji bebe Hypacrosaurusa, vrste dinosaurusa s pačjim kljunom koji je živeo pre 75 miliona godina. Moguća DNK je pronađena u hrskavici.

Nova studija

Za novu studiju, naučnici su se okrenuli dobro očuvanom primerku kaudipteriksa (Caudipteryxa) koji se nalazi u muzeju prirode Šandong Tianju. Prvobitno pronađen u severoistočnoj provinciji Liaoning, fosil ima prilično dobro očuvanu hrskavicu koju su istraživači bojili posebnim bojama. Iste boje koristili su za prikazivanje DNK u savremenim tkivima.

Ove boje se vezuju za DNK i „prefarbaju“ je u određenu boju, omogućavajući DNK da se izdvoji od ostatka jezgra. Proučavajući obojenu fosilizovanu hrskavicu koristeći nekoliko mikroskopskih tehnika, naučnici su pokazali da ćelije hrskavice sadrže strukture koje izgledaju tačno kao jezgra sa akumuliranim hromatinom unutra.

Međutim, sličnost obojenih jezgara dinosaurusa sa modernim ćelijama ne dokazuje da unutar njih postoji DNK.

– To znači da tamo definitivno postoje delovi originalnih organskih molekula, možda neki originalni DNK, ali još uvek ne znamo sigurno. Samo treba da shvatimo šta su tačno ovi organski molekuli – kaže Alida Bajol.

Prema Emili Karlajl sa Univerziteta u Bristolu, koja nije bila uključena u ovu studiju, slika definitivno pokazuje jezgra, ali je identifikovanje fosilizovanih hromozoma teško jer niko zaista ne zna šta se dešava sa hromozomima dok se raspadaju. Moguće je da bi se sadržaj jezgra mogao jednostavno srušiti u strukture koje izgledaju kao hromozomi, ali su u stvari zbrkani nered bezumnih mineralizovanih ostataka.

Takođe je moguće da proces fosilizacije zadrži nešto od originalne molekularne strukture (jedna studija iz 2012. sugeriše da je DNK u kostima potpuno uništena za oko sedam miliona godina, ali ovaj put može biti veoma zavisan od faktora životne sredine).

Na pitanje da li bi pronađena struktura mogla da pomogne u kloniranju dinosaurusa, Bajol definitivno odgovara negativno.

„Ako unutra postoji bilo kakav DNK ili molekul sličan DNK, on ​​će biti – a ovo je naučna pretpostavka – izuzetno hemijski izmenjen i modifikovan.“

Međutim, ako paleontolozi mogu da identifikuju hromozomski materijal u fosilima, možda će jednog dana otkriti fragmente genetske sekvence dinosaurusa. Ovo bi moglo mnogo toga reći o njihovoj fiziologiji.

Чланак Važno otkriće u Kini: Da li smo na putu „oživljavanja“ dinosaurusa? се појављује прво на Vesti Online.

Kancer je bolest u kojoj dolazi do nekontrolisanog rasta i širenja u organizmu nenormalnih formi ćelija nastalih u telu obolelog.

On je jedan od glavnih uzroka smrti u razvijenim zemljama – najmanje 1 od 5 osoba u populaciji Evrope i Severne Amerike umreće od raka. Podaci za poslednjih 100 godina govore da je bolest sve češća ali populacija stari, a sa starošću sve je veća mogućnost da se neko razboli od kancera.

Termini kancer, maligna neoplazma ili maligni tumor su sinonimi i oni se razlikuju od benignih tumora po dediferencijaciji, invazivnosti i sposobnosti da metastaziraju (prošire na druge delove tela), (i benigni i maligni tumori imaju nekontrolisanu proliferaciju). Nenormalne karakteristike malignih ćelija posledica su izmenjene genske ekspresije usled različitih genskih mutacija (oštećenje gena).

U poslednjih nekoliko godina svedoci smo mnogobrojnih napredaka u razumevanju patogeneze kancera koje su, kao rezultat, dovele do razvoja novih terapijskih mogućnosti. Da bi se razumelo delovanje lekova koji su sada u upotrebi, kao i lekova koji se tek razvijaju, važno je da se sa više detalja objasni patobiologija ove bolesti.

Kancerske ćelije poseduju, više ili manje, četiri karakteristike koje ih odvajaju od normalnih ćelija:

– nekontrolisanu proliferaciju,

– dediferencijaciju i gubitak funkcije,

– invazivnost i

– metastaziranje.

Normalna ćelija postaje kancerska zbog jedne ili više mutacija u svojoj DNK, koje mogu biti stečene ili nasledne. Razvoj kancera je složen, višestepeni proces, uključujući ne samo jednu genetsku promenu već obično više njih, epigenetske faktore (delovanje hormona, ko-karcinogena, virusa i dr.) koji nisu sami po sebi uzrok kancera ali povećavaju mogućnost da genske mutacije rezultiraju kancerom.

Postoje dve osnovne kategorije genskih oštećenja koje dovode do kancera:

– aktivacija proto-onkogena u onkogene (loši geni) i

– inaktivacija tumor supresornih gena (dobri geni).

Ove alteracije posledica su tačkastih mutacija, povećanog broja nekog gena ili translokacija hromozoma, često kao posledica delovanja određenih virusa ili hemijskih karcinogena.

Normalne ćelije imaju gene koji sprečavaju malignu transformaciju – nazvani tumor supresorni geni (antionkogeni) – i danas ima dokaza da mutacije ovih gena se nalaze u osnovi mnogih kancera. Gubitak funkcije tumor supresornih gena može biti kritičan događaj u kancerogenezi.

S obzirom da danas poznajemo način kako jedna normalna ćelija postaje kancerska, to znaje je iskorišćeno za razvoj novih lekova u terapiji raka. Istraživanja u onkologiji mogu danas da procene da li će bolesnik imati koristi od predloženog lečenja, kakva mu je prognoza bolesti, ima li razloga za dodatne terapije i slično.

Buduća istraživanja u onkologiji sprovode se u cilju tzv. personalne medicine, tj. da se svakom bolesniku odredi koja vrsta terapije, koji lek, u kojoj dozi i na koji način će za njega biti optimalna.

Naravno, veliki je napredak ostvaren u istraživanjima koja razmatraju mogućnosti da se oboljevanje od raka spreči, ne samo ranim otkrivanjem, već odredjenim testovima na nivou gena. Na primer, sa velikom verovatnoćom se može utvrditi da li će se neko razboleti od raka ako u svojim genima ima oštećenje odredjenog gena koje je nasledio od roditelja. Testiranje na mutacije BRCA gena je već u kliničkoj praksi, a znači da ako neko u porodici ima preveliki broj obolelih od raka dojke ili raka jajnika, može testom da utvrdi kolika je mogućnost da se razboli i, na taj način, da preventivnim merama spreči nastanak oboljenja.

Živimo u najinteresantnijem dobu istraživanja raka sa nadom da će ta istraživanja dovesti do novih lekova i boljih rezultata u lečenju.

Чланак Zbog čega normalna ćelija postaje kancerogena? се појављује прво на Vesti Online.

Francuski naučnici sa Instituta Paster, predvođeni neurobiologom Žanom-Pjerom Šanžeom, pretpostavljaju da bi nikotinski flasteri mogli da pomognu u sprečavanju zaraze tim opasnim virusom. Svoju hipotezu oni su objavili na naučnom portalu Qeios.

Do tog zaključka su došli, jer je prema njihovim podacima, među pacijentima inficiranim COVID-om-19 zabeležen samo mali broj pušača.

Najvažniji rezultati studije: od 500 pacijenata zaraženih koronavirusom, 350 je bilo hospitalizovano, a 150 je imalo blage simptome bolesti, piše Dojče Vele.

Među njima je bilo samo pet odsto pušača, izjavio je za agenciju AFP šef studije i profesor interne medicine Zahir Amura. To opet pokazuje da je među pacijentima 80 odsto manje pušača u odnosu na opštu populaciju iste starosti i pola.

Sličan rezultat pokazalo je i jedno ranije istraživanje italijanskih naučnika na čelu sa Đuzepeom Lipijem iz Verone, koje je objavio European Journal of Internal Medicine. I oni su zaključili da pušači ne oboljevaju češće od ostalih, od Covida-19.

Nikotin kao zaštita?

Francuski naučnici polaze od toga da nikotin može da zaštiti od koronavirusa. To se temelji na hipotezi „da se nikotin lepi za ćelijske receptore [ACE2] koje koristi virus i time sprečava vezivanje virusa za receptore“, objašnjava Šanže, koji predaje i na pariskom Collège de France.

Zaključak naučnika je da virus ne može da prodre u ćeliju i ne može da se širi organizmom. Sada bi to detaljnije trebalo da se ispita u bolnici La Pitié Salpêtrière u Parizu.

Koja je zapravo uloga ACE2-receptora?

Međutim, mišljenja naučnika se razilaze kada je reč o tvrdnji da ACE2-receptori imaju blokirajući efekat. Neurolozi Džejms L. Olds i Nadin Kabani iz Ferfaksa u Virdžiniji još 18. marta su u časopisu The FEBS Journal objavili studiju u kojoj polaze od toga da nikotin pre nadražaje ćelijske receptore.

Oni zato pretpostavljaju da virusi imaju još bolje šanse da prodru u ćelije. I to bi moglo da bude objašnjenje zašto pušači imaju naročito teške simptome.

Da li su u pravu francuski naučnici ili njihove američke kolege, to mogu da pokažu samo dalja istraživanja.

Pušenje nije rešenje, a flasteri?

Za razliku od unosa čistog nikotina, kao recimo upotrebom nikotinskih flastera, koji se koriste tokom odvikavanja od pušenja, pušenje dodatno opterećuje telo mnogim štetnim supstancama, uključujući i one koje izazivaju rak.

Kada je reč o upotrebi nikotinskih flastera, čija su doziranja različita, potrebna su dalja istraživanja i testovi. Ako se pokaže da su rezultati francuske studije tačni, nikotin bi čak mogao da zaštiti i ljude koji su u kontaktu sa obolelim pacijentima i koji su time izloženi većem riziku od infekcije.

U svakom slučaju, unos nikotina nikako nije bezopasan, jer se radi o toksinu. Tokom pušenja jedne cigarete pušač u organizam, između ostalog, unosi jedan do tri miligrama nikotina, koga u jednoj cigareti ima oko 12 miligrama.

I ranije su naučnici ispitivali da li nikotin može da ima pozitivne efekte na organizam. Istraživali su recimo kakvo je dejstvo supstanci sličnih nikotinu pri lečenju Parkinsonove i Alchajmerove bolesti. Kod ljudi sa teškim bolestima, kao što je demencija, poređenje je bilo u korist nikotina.

Чланак Da li nikotin pomaže protiv koronavirusa? се појављује прво на Vesti Online.

U ljudskom organizmu, ćelije koje su najranjivije na koronavirus nalaze se u plućima, nosnim putevima i crevima.

Kako navodi „Dejli mejl“, stručnjaci su otkrili da se jedan protein u sastavu virusa vezuje za receptorski protein u ćelijama poznat pod nazivom ACE2, za koji se smatra da štiti pluća od oštećenja.

Drugi protein u organizmu, enzim pod nazivom TMPRŠ2, potom pomaže aktiviranje proteina u sastavu kovid-19, omogućavajući virusu da dopre u ćeliju.

Naučnici su takođe otkrili da je koronavirus evoluirao do mere u kojoj je u stanju da koristi prisustvo interferona, proteina koji obično pomaže organizmu u borbi protiv virusnih infekcija.

Veruje se da bi rezultati ovog istraživanja mogli da pomognu u razvoju novih lekova ili u utvrđivanju koji od postojećih lekova za druge bolesti bi mogli biti korišćeni i za lečenje koronavirusa.

Чланак Dva proteina presudna za ulazak koronavirusa u ćelije се појављује прво на Vesti Online.

Eksperiment je pokušaj da se pronađu novi načini za stvaranje ljudskog tkiva tako što će matične ćelije odraslih biti poslate u svemir.

Cilj je da se matične ćelije razviju u kosti, hrskavicu i druge organe. Ako taj plan bude uspešan, otkrića bi mogla biti upotrebljena za pokušaj uzgoja organa za transplantaciju, kažu naučnici.

Istraživanje se sprovodi na Univerzitetu u Cirihu, a nedostatak gravitacije na brodu Međunarodne svemirske stanice koristiće se za podsticanje matičnih ćelija da prerastu u 3D tkiva.

Astronauti na brodu Međunarodne svemirske stanice koriste „mobilnu mini-laboratoriju“ koja je poslata na raketu Spejs Iks prošle nedelje. Eksperiment će trajati mesec dana, tokom kojih će naučnici posmatrati kako matične ćelije rastu.

Na Zemlji tkivo raste u „jednoslojnim“ kulturama, stvarajući dvoslojno tkivo. Ali, istraživanja i u svemiru i na Zemlji sugerišu da u mikrogravitaciji „ćelije pokazuju prostorno neograničen rast i sastavljaju se u složene 3D agregate“, kako kaže Oliver Ulrih, jedan od naučnika koji vode istraživanje.

Ako eksperiment uspešan, nadaju se prelasku iz male laboratorije na veću proizvodnju.

Odatle bi mogli da koriste proces za generisanje tkiva za transplantacije uzimanjem ćelija od pacijenata ili generisanjem materijala nalik organima koji bi se mogli koristiti za testiranje lekova.

To bi bilo korisno ili da se osigura delovanje na određene pacijente, ili da se smanji broj životinja korišćenih u eksperimentima, piše Independent.

Чланак Uzgajaju nove organe u svemiru: Eksperiment kao iz filma naučne fantastike се појављује прво на Vesti Online.

Чланак Novo otkriće: Stručnjaci ćelije raka pretvorili u salo се појављује прво на Vesti Online.