Jeta dhe vdekja tradicionalisht shihen si të kundërta. Por shfaqja e formave të reja shumëqelizore të jetës nga qelizat e një organizmi të vdekur sjell një “shteti i tretë” që shtrihet përtej kufijve tradicionalë të jetës dhe vdekjes.
Zakonisht, shkencëtarët e konsiderojnë vdekjen si të ndërprerje e pakthyeshme e funksionimit të një organizmi në tërësi. Megjithatë, praktika të tilla si dhurimi i organeve theksojnë se si organet, indet dhe qelizat mund të vazhdojnë të funksionojnë edhe pas vdekjes së një organizmi. Kjo elasticitet ngre pyetjen: Cilat mekanizma lejojnë qelizat e caktuara të vazhdojnë të punojnë pasi një organizëm të ketë vdekur?
Ne jemi studiues të cilët hetoni se çfarë ndodh brendaorganizmat pasi vdesin. Në tonë rishikimi i publikuar së fundmine përshkruajmë se si qeliza të caktuara – kur pajisen me lëndë ushqyese, oksigjen, bioelektricitet ose shenja biokimike – kanë kapacitetin për të shndërrohen në organizma shumëqelizorë me funksione të reja pas vdekjes.
Jeta, vdekja dhe shfaqja e diçkaje të re
Gjendja e tretë sfidon mënyrën se si shkencëtarët e kuptojnë zakonisht sjelljen e qelizave. Ndërsa vemjet që metamorfozohen në flutura, ose pulat që evoluojnë në bretkosa, mund të jenë transformime të njohura zhvillimore, ka pak raste kur organizmat ndryshojnë në mënyra që nuk janë të paracaktuara. Tumoret, organoidet dhe linjat qelizore që mund të ndahen pafundësisht në një pjatë Petri, si p.sh Qelizat HeLanuk konsiderohen pjesë e gjendjes së tretë sepse nuk zhvillojnë funksione të reja.
Megjithatë, studiuesit zbuluan se qelizat e lëkurës të nxjerra nga embrionet e bretkosave të vdekura ishin në gjendje të përshtateshin me kushtet e reja të një pjate Petri në një laborator, duke u riorganizuar spontanisht në organizma shumëqelizorë. të quajtur ksenobot. Këta organizma shfaqën sjellje që shtrihen shumë përtej roleve të tyre origjinale biologjike. Në mënyrë të veçantë, këta ksenobotë përdorin qerpikët e tyre – struktura të vogla, të ngjashme me flokët – për të lundruar dhe lëvizur nëpër mjedisin e tyre, ndërsa në një embrion të gjallë të bretkosës, qerpikët zakonisht përdoren për të lëvizur mukozën.
Xenobotët janë gjithashtu në gjendje të performojnë vetëpërsëritje kinematikeqë do të thotë se ata mund të përsërisin fizikisht strukturën dhe funksionin e tyre pa u rritur. Kjo ndryshon nga proceset më të zakonshme të riprodhimit që përfshijnë rritjen brenda ose në trupin e organizmit.
Studiuesit kanë zbuluar gjithashtu se qelizat e vetme të mushkërive të njeriut mund të grumbullohen vetë në organizma shumëqelizorë miniaturë që mund të lëvizin përreth. Këta antrobotë sillen dhe strukturohen në mënyra të reja. Ata jo vetëm që janë në gjendje të lundrojnë në rrethinën e tyre, por edhe të riparojnë veten dhe qelizat e neuroneve të dëmtuara të vendosura afër.
Të marra së bashku, këto gjetje demonstrojnë plasticitetin e natyrshëm të sistemeve qelizore dhe sfidojnë idenë se qelizat dhe organizmat mund të evoluojnë vetëm në mënyra të paracaktuara. Gjendja e tretë sugjeron se vdekja e organizmit mund të luajë një rol të rëndësishëm në mënyrën se si jeta transformohet me kalimin e kohës.
Kushtet pas vdekjes
Disa faktorë ndikojnë nëse disa qeliza dhe inde mund të mbijetojnë dhe të funksionojnë pasi një organizëm vdes. Këto përfshijnë kushtet mjedisore, aktivitetin metabolik dhe teknikat e ruajtjes.
Llojet e ndryshme të qelizave kanë kohë të ndryshme mbijetese. Për shembull, te njerëzit, qelizat e bardha të gjakut vdesin midis 60 dhe 86 orëve pas vdekjes organizative. Në minj, qelizat e muskujve skeletorë mund të rirriten pas 14 ditësh pas vdekjes, ndërsa qelizat fibroblaste nga deletdhe dhitë mund të kultivohet deri në një muaj apo më shumë pas vdekjes.
Aktiviteti metabolik luan një rol të rëndësishëm nëse qelizat mund të vazhdojnë të mbijetojnë dhe funksionojnë. Qelizat aktive që kërkojnë një furnizim të vazhdueshëm dhe të konsiderueshëm të energjisë për të ruajtur funksionin e tyre janë më të vështira për t'u kultivuar sesa qelizat me kërkesa më të ulëta për energji. Teknikat e ruajtjes të tilla si krioprezervimi mund të lejojë që mostrat e indeve të tilla si palca e eshtrave të funksionojnë në mënyrë të ngjashme me atë të burimeve të dhuruesve të gjallë.
Mekanizmat e qenësishëm të mbijetesës gjithashtu luajnë një rol kyç nëse qelizat dhe indet jetojnë. Për shembull, studiuesit kanë vërejtur një rritje të konsiderueshme në aktivitetin e gjenet e lidhura me stresin dhe gjenet e lidhura me imunitetin pas vdekjes së organizmit, me gjasë për të kompensuar humbjen e homeostaza. Për më tepër, faktorë të tillë si trauma, infeksioni dhe koha e kaluar nga vdekja ndikojnë ndjeshëm në qëndrueshmërinë e indeve dhe qelizave.
Faktorë të tillë si mosha, shëndeti, seksi dhe lloji i specieve formojnë më tej peizazhin pas vdekjes. Kjo shihet në sfidën e kultivimit dhe transplantimit qelizat e ishujve metabolikisht aktivetë cilat prodhojnë insulinë në pankreas, nga dhuruesit tek marrësit. Studiuesit besojnë se proceset autoimune, kostot e larta të energjisë dhe degradimi i mekanizmave mbrojtës mund të jenë arsyeja e shumë dështimeve të transplantit të ishujve.
Mbetet e paqartë se si ndërveprimi i këtyre variablave lejon qelizat e caktuara të vazhdojnë të funksionojnë pasi një organizëm vdes. Një hipotezë është se kanalet dhe pompat e specializuara të ngulitura në membranat e jashtme të qelizave shërbejnë si qarqe të ndërlikuara elektrike. Këto kanale dhe pompa gjenerojnë sinjale elektrike që lejojnë qelizat të komunikojnë me njëra-tjetrën dhe të kryejnë funksione specifike si rritja dhe lëvizja, duke formuar strukturën e organizmit që ato formojnë.
Shkalla në të cilën lloje të ndryshme qelizash mund t'i nënshtrohen transformimit pas vdekjes është gjithashtu e pasigurt. Hulumtimet e mëparshme kanë zbuluar se gjene specifike të përfshira në stres, imunitet dhe rregullimi epigjenetik aktivizohen pas vdekjes në minj, zebrafishdhe njerëzitduke sugjeruar një potencial të gjerë për transformim midis llojeve të ndryshme të qelizave.
Implikimet për Biologjinë dhe Mjekësinë
Gjendja e tretë jo vetëm që ofron njohuri të reja në përshtatshmërinë e qelizave. Gjithashtu ofron perspektiva për trajtime të reja.
Për shembull, antrobotët mund të bliheshin nga indi i gjallë i një individi për të dhënë barna pa shkaktuar një përgjigje të padëshiruar imune. Antrobotët e projektuar të injektuara në trup mund të shpërndajnë pllakat arteriale në pacientët me aterosklerozë dhe të heqin mukozën e tepërt në pacientët me fibrozë cistike.
E rëndësishmja, këta organizma shumëqelizorë kanë një jetëgjatësi të kufizuar, duke degraduar natyrshëm më pas katër deri në gjashtë javë. Ky “ndërprerës vrasës” parandalon rritjen e qelizave potencialisht invazive.
Një kuptim më i mirë i mënyrës se si disa qeliza vazhdojnë të funksionojnë dhe metamorfozohen në entitete shumëqelizore disa kohë pas vdekjes së një organizmi premton për avancimin e mjekësisë së personalizuar dhe parandaluese.
Pjetri Një Fisnik është një Profesor i Mikrobiologjisë, në Universitetin e Uashingtonit dhe Aleks Pozhitkov është Drejtues i Lartë Teknik i Bioinformatikës, në Shkollën Diplomuar të Shkencave Biologjike Irell & Manella në City of Hope. Ky artikull është ribotuar nga Biseda nën një Licenca Creative Commons. Lexoni artikull origjinal.
