Морское животное бросает вызов пределам бессмертия: фрагмент его тела жил 3 года

Фото из открытых источников

Исследователи впервые документально подтвердили длительную жизнеспособность фрагмента тела вне стерильных лабораторных условий, что ставит под сомнение представления о бессмертии тканей.

От ожившего трупа монстра Франкенштейна до отрубленной руки, известной как Вещь в «Семейке Аддамс», ожившие ткани — один из самых запоминающихся образов в научной фантастике. Этот архетип жизни, сохраняющейся после утраты своей первоначальной целостности, по-видимому, имеет конкретное основание в природе: группа ученых идентифицировала существо, обитающее на морском дне, и уже называет его настоящим зомби.

В исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, ученые из Мемориального университета Ньюфаундленда при участии Рейчел Сиплер из Бигелоуской лаборатории океанологических исследований, задокументировали сохранение жизнеспособности ампутированной ткани морского огурца в течение более трех лет в естественной морской воде.

Это первое известное сообщение о длительном выживании — и устойчивом росте — выброшенного фрагмента тела вне строго контролируемой и стерилизованной среды.

Полученные результаты ставят под сомнение прежние предположения о пределах бессмертия клеток из тканей, не связанных с исходным организмом, и открывают многообещающие возможности в области биомедицины.

Кроме того, авторы отмечают, что эта система может быть использована в качестве экспериментальной модели в биологических исследованиях с более широким доступом, что позволит избежать этических и логистических проблем, связанных со многими существующими клеточными линиями.

Сиплер объяснила, что, хотя им пока не удалось вырастить из этих фрагментов полноценного морского огурца, наблюдаемые результаты превосходят любые первоначальные ожидания. «Мы еще не вырастили совершенно нового морского огурца, но мы видим довольно впечатляющий рост и клеточную диверсификацию буквально спустя годы после удаления этой ткани», — сказала она. «Это как ящерица, которая теряет хвост. Мы знаем, что некоторые ящерицы могут отрастить новый хвост; мы говорим о том, может ли хвост породить новую ящерицу».

Начиная с середины XX века, ученые добились значительных успехов в создании так называемых бессмертных клеточных линий, таких как знаменитые клетки HeLa, которые можно культивировать в лаборатории и неограниченно размножать для долгосрочных исследований. Однако в предыдущих исследованиях культуры тканей поддерживались только в аксенических условиях, то есть в строго контролируемой среде, неукоснительно соблюдаемой и свободной от любых бактерий или других организмов.

Даже в этих исключительных случаях ткани не демонстрировали признаков эффективного заживления или роста, а также не сохраняли способность к автономному движению.

Многие иглокожие, к типу которых относятся морские огурцы, обладают примечательными регенеративными способностями и незначительным старением клеток. Однако предполагалось, что любая отделившаяся ткань со временем разложится или отмирает.

Вопреки устоявшемуся мнению, Сиплер объясняет происхождение открытия внимательной наблюдением: исследователи заметили, что некоторые отброшенные ткани от амбулакральной ножки морского огурца не разложились в течение нескольких недель. Более того, они, по-видимому, продолжали расти.

Эксперименты проводились с тканями, извлеченными из ног, основного тела и щупалец трех особей Psolus fabricii, вида холодноводных морских огурцов. Исследователи подвергли образцы воздействию проточной морской воды и обнаружили признаки клеточной диверсификации, иммунной активности и реорганизации тканей в извлеченных фрагментах.

В отсутствие ротового аппарата клетки, по-видимому, получали питательные вещества, поглощая аминокислоты, растворенные в морской воде. Спустя три года, когда команда решила прекратить эксперименты для публикации результатов, ткань оставалась активной.

Сиплер подчеркивает, что эта способность выживать в сложной и стрессовой среде делает эту клеточную линию уникальной по сравнению с другими культурами тканей. «Природная морская вода — это наименее чистый экспериментальный подход с наибольшим микробным разнообразием, который мы могли выбрать», — заявила она. «Тем не менее, эта богатая бактериями среда и все эти органические вещества питали клетки и позволяли этой ткани заживать и расти».

По мнению авторов исследования, это имеет огромное значение для биомедицинских наук и инженерии, а потенциальные области применения варьируются от регенерации тканей до антимикробного заживления.

Это открытие также открывает новые возможности для биологических исследований и образования в более широком масштабе. Сохраненная ткань не только демонстрирует беспрецедентную способность сохранять свою структурную целостность и сложность в культуре, но и может быть легче выращена в лаборатории и, будучи беспозвоночным, не подлежит таким многочисленным нормативным ограничениям, как клеточные линии человека или других позвоночных.

Эта особенность делает его полезным инструментом в условиях наличия правовых препятствий или ограниченной инфраструктуры биобезопасности.

Андреа Боднар, научный директор Глостерского института морской геномики, не принимавшая участия в исследовании, отмечает: «Это открытие подчеркивает, что океан таит в себе совершенно неожиданные биологические инновации. Тот факт, что экспланты тканей морского огурца могут восстанавливаться, реорганизовываться и выживать независимо в течение многих лет в естественной морской воде, предполагает совершенно новую модель биологической устойчивости и регенерации тканей».

Для Сиплер, работающей океанографом, это открытие укрепляет веру в нераскрытый потенциал морской жизни. «Наилучшие достижения в науке происходят, когда вы находите природный аналог того, что изучаете», — сказала она. «Здесь мы имеем вид с такими инновационными способностями, о которых мы даже не подозревали. Это напоминание о том, как много еще предстоит открыть в морской среде и как важно защищать эти ресурсы, которые могут содержать действительно ценные знания для нас».