ŠtudentEdini pravi spletni portal za mlade

Nekaj ur po smrti nekatere celice v človeških možganih še vedno delujejo. Nekatere celice pa celo povečajo svojo aktivnost in rastejo do ogromnih razsežnosti, kažejo nove raziskave z Univerze v Illinoisu v Chicagu.

V nedavno objavljeni študiji v reviji Scientific Reports so raziskovalci UIC večkrat analizirali izražanje genov v svežem možganskem tkivu, ki so ga zbrali med rutinsko operacijo možganov, da bi simulirali interval po smrt. Ugotovili so, da se izražanje genov v nekaterih celicah dejansko poveča po smrti.

Ti zombi geni so bili značilni za eno vrsto celic: vnetne celice, imenovane glijske celice. Raziskovalci so ugotovili, da glijske celice mnogo ur po smrti rastejo in rastejo.

»Da se glijske celice po smrti povečajo ni zelo presenetljivo, ker so vnetne in je njihova naloga očistiti stvari po poškodbah možganov, kot sta pomanjkanje kisika ali možganska kap,« je dejal dr. Jeffrey Loeb, profesor na John S. Garvin in vodja nevrologije in rehabilitacije na Medicinski fakulteti UIC ter avtor prispevka.

»Večina študij predpostavlja, da se vse v možganih ustavi, ko srce preneha utripati, vendar temu ni tako,« je dejal Loeb. »Naše ugotovitve bodo potrebne za razlago raziskav človeških možganskih tkiv. Teh sprememb do zdaj še nismo kvantificirali.«

Loeb je z ekipo opazil, da se svetovni vzorec izražanja genov v svežem človeškem možganskem tkivu ne ujema z nobenim od objavljenih poročil o posmrtni ekspresiji možganskih genov pri ljudeh brez nevroloških motenj ali pri ljudeh s široko paleto nevroloških motenj.

Eksperiment

»Odločili smo se za simulacijski eksperiment smrti, tako da smo v velikem bloku nedavno zbranih možganskih tkiv preučili izražanje vseh človeških genov v časovnih točkah od 0 do 24 ur,« je dejal Loeb.

Ugotovili so, da je približno 80 odstokov analiziranih genov ostalo razmeroma stabilnih 24 ur. Ti so vključevali gene, ki jih pogosto imenujemo gospodinjski geni, ki zagotavljajo osnovne celične funkcije in se pogosto uporabljajo v raziskovalnih študijah za prikaz kakovosti tkiva. Druga skupina genov, za katero je znano, da je prisotna v nevronih in da je zapletena v človeško možgansko aktivnost, kot so spomin, razmišljanje in napadi, se je v urah po smrti hitro razgradila. Ti geni so pomembni za raziskovalce, ki preučujejo motnje, kot sta shizofrenija in Alzheimerjeva bolezen. Tretja skupina genov – zombi geni – je povečala svojo aktivnost, ko so se nevronski geni zmanjševali.

»Naše ugotovitve ne pomenijo, da bi morali zavreči programe raziskav človeškega tkiva, ampak samo pomeni, da morajo raziskovalci upoštevati te genetske in celične spremembe ter čim bolj zmanjšati interval po smrti,« je dejal Loeb. »Dobra novica iz naših ugotovitev je, da zdaj vemo, kateri geni in tipi celic so stabilni, se razgrajujejo in sčasoma naraščajo, da bi lahko bolje razumeli rezultate posmrtnih študij možganov.«

Kaj nas opredeljuje kot človeka? V primerjavi z najbližjimi sorodniki primatov imamo neverjetno velike možgane. Znanstveniki so odkrili, zakaj je temu tako, in sicer z zbiranjem celic od ljudi, šimpanzov in goril, ki so jih nato v laboratoriju pretvorili v kepe možganov.

Neznano molekularno stikalo

Testi na »možganskih organoidih« so razkrili neznano molekularno stikalo, ki nadzoruje rast možganov. To stikalo je tisto, zaradi katerih človeški možgani zrastejo do kar trikrat večje velikosti v primerjavi z možgani velikih opic. Če se poigramo s stikalom, človeški možgani izgubijo svojo prednost pri rasti. Možgane velikih opic pa lahko spodbudimo, da zrastejo kot človeški.

Opazimo lahko zelo zgodnjo razliko v vedenju celic, ki človeškim možganom dopuščajo rast. Zdravi človeški možgani dosežejo približno 1500 kubičnih centimetrov v odraslosti. To je trikrat večje od možganov goril in še večje od možganov šimpanzov. Ugotoviti zakaj ni bilo lahko, saj je razvoj možganov težko preučiti.

Zbiranje celic in razvoj organoidov

Da bi razumeli ta proces, so se raziskovalci v Cambridgeu lotili zbiranja celic, pogosto so uporabili tiste, ki so ostale pri zdravniških testih ali operacijah. Zbirali so človeške, gorilje in šimpanzove celice. Nato so jih reprogramirali v izvorne celice in jih prilagodili, da so se spremenile v možganske organoide – majhne kepe možganskega tkiva, ki so široki nekaj milimetrov.

Po nekaj tednih so bili daleč največji možganski organoidi tisti, ki so jih pridobili iz človeških celic. Natančen pregled je razkril, zakaj. Pri človeških možganskih celicah so se nevronske progenitorne celice, ki sestavljajo vse celice v možganih, razmnožile bolj kot tiste od velikih opic. Zaradi večjega števila teh celic pride do tega, da ob vklopu stikala nastane večje število možganskih celic.

Zgodnja sprememba v možganih

Matematično modeliranje procesa kaže, da razlika v razmnoževanju celic pride tako zgodaj v razvoju možganov, da vodi k dvakratni količini nevronov v možganih odraslega človeka v primerjavi z možgani velikih opic. Znanstveniki so odkrili tudi gen, ki je ključen pri tem procesu. Poznan je kot Zeb2 in se aktivira v človeškem tkivu ter omogoči delitev celic, preden dozorijo.

Študija je zelo pomembna za razumevanje pomembnosti organoidov pri preučevanju razvoja možganov. Pomembno je razumeti, kako se možgani običajno razvijajo. Deloma nam to pomaga razumeti, kaj je tisto, ki ljudi dela unikatne, deloma pa nam ponuja pomemben vpogled v pojav nevrorazvojnih motenj.

Trgovina s slonovino, izguba življenjskega prostora in globlje razumevanje slonje biologije so pripomogli k temu, da nam je postalo jasno, kako ogroženi so afriški sloni. Najbolj kritično ogroženi so afriški gozdni sloni, pa tudi savanski. IUCN (International Union for the Conservation of Nature – Mednarodni sindikat za ohranitev narave) ocenjuje, da v Afriki živi zgolj 415 000 slonov.

Vse manj slonov v Afriki

Število gozdnih slonov se je v zadnjih treh desetletjih zmanjšalo za kar 86 %. Število savanskih slonov pa se je v zadnjih 50 letih zmanjšalo za najmanj 60 %. Situacija je sicer različna po državah. V Botswani naj bi bilo denimo toliko slonov, da naj bi jih bil ekosistem nezmožen naravno podpirati. Če pogledamo celotno celino, pa ugotovimo, da sloni izumirajo.

Dr Ben Okita, sopredsednik specialistične skupine za slone v IUCN pravi, da zadnja ocena vzbuja alarme. Čeprav je leta 201 prišlo do izboljšanja, krivolov zaradi slonovine poslabšuje položaj. Je pravzaprav eden glavnih razlogov, pravi. Obenem obstajata še tiha morilca, ki se jima moramo posvetiti – to sta okoljska degradacija in razdrobljenost.

To predstavlja še poseben izziv za živali, ki potrebujejo veliko prostora. Divje živali ne poznajo mednarodnih mej. Zato je potrebno sodelovanje med državami. Na območju, kjer se nahajajo divje živali, se moramo prilagoditi. Dr Okita je glede tega zelo optimističen, saj se zaveda, da ljudje na teh območjih sobivajo z živalmi.

Možnosti za napredek

Isla Duporge iz Raziskovalnega oddelka za ohranitev divjih živali Univerze v Oxfordu meni, da je ločitev živali tudi pozitivna. Na bolj zgoščeni ravni lahko nekaj ukrenemo in več informacij, kot imamo, boljše je. Amy Fraenkel, izvršna tajnica Konvencije za ohranitev migrantskih vrst divjih živali upa, da bo to vodilo k večji ohranitvi obeh vrst slonov. Zlasti gozdni slon je v zadnjih desetletjih utrpel velike izgube.

Isla Duporge pravi, da si prizadevajo zaščititi življenjske prostore v Afriki, saj je to najpomembnejše pri zaščiti živali. To so tiste organizacije, ki jim lahko podarimo denar, je izjavila.