Οι Γερμανικοί Μολοσσοί και τα μαστίφ σπάνια ξεπερνούν τα δέκα χρόνια ζωής, ενώ τα τσιουάουα μπορούν να ζήσουν ακόμη και διπλάσιο διάστημα. Η διαφορά στο προσδόκιμο ζωής μεταξύ μεγαλόσωμων και μικρόσωμων σκύλων αποτελεί εδώ και χρόνια αντικείμενο επιστημονικής έρευνας, με μια νέα μελέτη να προσφέρει στοιχεία που ενδέχεται να βοηθήσουν στην κατανόησή της.
Η έρευνα, η οποία δημοσιεύθηκε την Πέμπτη 8 Οκτωβρίου στο επιστημονικό περιοδικό Science, εξέτασε τις επιγενετικές αλλαγές στο DNA των σκύλων, οι οποίες μεταβάλλονται με προβλέψιμο τρόπο καθώς ο οργανισμός γερνά.
Οι ερευνητές ανέλυσαν δείγματα αίματος από 894 σκύλους που συμμετέχουν στο μακροχρόνιο πρόγραμμα Dog Aging Project, το οποίο συντονίζεται από το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον.
Τι αποκάλυψαν οι επιγενετικές αλλαγές στο DNA
Οι επιστήμονες επικεντρώθηκαν στο επιγονιδίωμα και ειδικότερα στη μεθυλίωση του DNA, μια διαδικασία κατά την οποία μικρές χημικές ομάδες, γνωστές ως μεθυλομάδες, προσδένονται στο DNA και συμβάλλουν στη ρύθμιση της δραστηριότητας των γονιδίων.
Η διάταξη αυτών των χημικών δεικτών αλλάζει καθώς περνούν τα χρόνια, επιτρέποντας στους επιστήμονες να αναπτύσσουν τα λεγόμενα επιγενετικά ρολόγια. Πρόκειται για εργαλεία που εκτιμούν τη βιολογική ηλικία ενός οργανισμού, η οποία δεν ταυτίζεται απαραίτητα με τη χρονολογική του ηλικία.
Η ανάλυση έδειξε ότι οι αλλαγές στη μεθυλίωση του DNA συνδέονται στενά με τη βιολογική γήρανση των σκύλων. Επιπλέον, όσα ζώα εμφάνιζαν μεγαλύτερη επιγενετική ηλικία από την αναμενόμενη είχαν υψηλότερο κίνδυνο θανάτου από οποιαδήποτε αιτία.
«Με βάση τον βιοδείκτη μας, αυτό το επιγενετικό ρολόι, οι μεγάλοι σκύλοι γερνούσαν λίγο ταχύτερα ανά έτος ζωής σε σύγκριση με τους μικρόσωμους», ανέφερε ο γενετιστής Νόα Σνάιντερ-Μάκλερ, από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, σύμφωνα με το Live Science.
Οι επιστήμονες επικεντρώθηκαν στο επιγονιδίωμα και ειδικότερα στη μεθυλίωση του DNA, μια διαδικασία κατά την οποία μικρές χημικές ομάδες, γνωστές ως μεθυλομάδες, προσδένονται στο DNA και συμβάλλουν στη ρύθμιση της δραστηριότητας των γονιδίων.
Η διάταξη αυτών των χημικών δεικτών αλλάζει καθώς περνούν τα χρόνια, επιτρέποντας στους επιστήμονες να αναπτύσσουν τα λεγόμενα επιγενετικά ρολόγια. Πρόκειται για εργαλεία που εκτιμούν τη βιολογική ηλικία ενός οργανισμού, η οποία δεν ταυτίζεται απαραίτητα με τη χρονολογική του ηλικία.
Η ανάλυση έδειξε ότι οι αλλαγές στη μεθυλίωση του DNA συνδέονται στενά με τη βιολογική γήρανση των σκύλων. Επιπλέον, όσα ζώα εμφάνιζαν μεγαλύτερη επιγενετική ηλικία από την αναμενόμενη είχαν υψηλότερο κίνδυνο θανάτου από οποιαδήποτε αιτία.
«Με βάση τον βιοδείκτη μας, αυτό το επιγενετικό ρολόι, οι μεγάλοι σκύλοι γερνούσαν λίγο ταχύτερα ανά έτος ζωής σε σύγκριση με τους μικρόσωμους», ανέφερε ο γενετιστής Νόα Σνάιντερ-Μάκλερ, από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, σύμφωνα με το Live Science.
Τα «γονίδια που πηδούν» και η φλεγμονή
Ένα από τα βασικά ευρήματα αφορούσε τη μείωση των μεθυλομάδων σε συγκεκριμένες περιοχές του DNA, οι οποίες ονομάζονται μεταθετά στοιχεία (Τρανσποζόνια) ή γονίδια που «πηδούν».
Τα στοιχεία αυτά μπορούν δυνητικά να μετακινούνται σε διαφορετικές θέσεις του γονιδιώματος. Οι μεθυλομάδες συμβάλλουν στον περιορισμό της δραστηριότητάς τους, εμποδίζοντας τέτοιες μετακινήσεις.
Όταν, όμως, μειώνεται η μεθυλίωση, τα μεταθετά στοιχεία ενδέχεται να ενεργοποιούνται περισσότερο, προκαλώντας βλάβες σε άλλα γονίδια και συμβάλλοντας στη φλεγμονή, μια διαδικασία που εντείνεται με τη γήρανση.
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι η ανεξέλεγκτη δραστηριότητα αυτών των στοιχείων ενδέχεται να αποτελεί έναν από τους παράγοντες που συνδέονται με την ταχύτερη γήρανση των μεγαλόσωμων σκύλων. Ωστόσο, η συγκεκριμένη μελέτη δεν αποδεικνύει ότι αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα ζώα μεγαλύτερου μεγέθους ζουν λιγότερο.
Ένα από τα βασικά ευρήματα αφορούσε τη μείωση των μεθυλομάδων σε συγκεκριμένες περιοχές του DNA, οι οποίες ονομάζονται μεταθετά στοιχεία (Τρανσποζόνια) ή γονίδια που «πηδούν».
Τα στοιχεία αυτά μπορούν δυνητικά να μετακινούνται σε διαφορετικές θέσεις του γονιδιώματος. Οι μεθυλομάδες συμβάλλουν στον περιορισμό της δραστηριότητάς τους, εμποδίζοντας τέτοιες μετακινήσεις.
Όταν, όμως, μειώνεται η μεθυλίωση, τα μεταθετά στοιχεία ενδέχεται να ενεργοποιούνται περισσότερο, προκαλώντας βλάβες σε άλλα γονίδια και συμβάλλοντας στη φλεγμονή, μια διαδικασία που εντείνεται με τη γήρανση.
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι η ανεξέλεγκτη δραστηριότητα αυτών των στοιχείων ενδέχεται να αποτελεί έναν από τους παράγοντες που συνδέονται με την ταχύτερη γήρανση των μεγαλόσωμων σκύλων. Ωστόσο, η συγκεκριμένη μελέτη δεν αποδεικνύει ότι αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα ζώα μεγαλύτερου μεγέθους ζουν λιγότερο.
Η απώλεια της ταυτότητας των κυττάρων του ανοσοποιητικού
Η έρευνα έδειξε επίσης ότι, καθώς οι σκύλοι μεγαλώνουν, ορισμένες περιοχές του γονιδιώματος αποκτούν περισσότερες μεθυλομάδες, ενώ άλλες, που αρχικά είχαν υψηλά επίπεδα, χάνουν σταδιακά μέρος αυτών των χημικών δεικτών.
Παράλληλα, τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος φαίνεται να γίνονται περισσότερο όμοια μεταξύ τους σε επιγενετικό επίπεδο.
Η εξέλιξη αυτή συνδέεται με την υπόθεση της απώλειας της κυτταρικής ταυτότητας κατά τη γήρανση. Τα κύτταρα του ανοσοποιητικού έχουν εξειδικευμένες λειτουργίες, όπως η αντιμετώπιση ιών ή η προστασία από τον καρκίνο. Όταν οι διαφορές μεταξύ τους περιορίζονται, ενδέχεται να μειώνεται η ικανότητά τους να επιτελούν αποτελεσματικά τις συγκεκριμένες λειτουργίες.
Η έρευνα έδειξε επίσης ότι, καθώς οι σκύλοι μεγαλώνουν, ορισμένες περιοχές του γονιδιώματος αποκτούν περισσότερες μεθυλομάδες, ενώ άλλες, που αρχικά είχαν υψηλά επίπεδα, χάνουν σταδιακά μέρος αυτών των χημικών δεικτών.
Παράλληλα, τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος φαίνεται να γίνονται περισσότερο όμοια μεταξύ τους σε επιγενετικό επίπεδο.
Η εξέλιξη αυτή συνδέεται με την υπόθεση της απώλειας της κυτταρικής ταυτότητας κατά τη γήρανση. Τα κύτταρα του ανοσοποιητικού έχουν εξειδικευμένες λειτουργίες, όπως η αντιμετώπιση ιών ή η προστασία από τον καρκίνο. Όταν οι διαφορές μεταξύ τους περιορίζονται, ενδέχεται να μειώνεται η ικανότητά τους να επιτελούν αποτελεσματικά τις συγκεκριμένες λειτουργίες.
Το τίμημα της επιλεκτικής εκτροφής για μεγαλύτερο μέγεθος
Ένα από τα ερωτήματα που παραμένουν ανοιχτά είναι γιατί η γήρανση φαίνεται να επιταχύνεται στους μεγαλόσωμους σκύλους.
Ο Σνάιντερ-Μάκλερ εκτιμά ότι η επιλεκτική εκτροφή σκύλων για την απόκτηση μεγαλύτερου σωματικού μεγέθους ενδέχεται να έχει βιολογικό κόστος.
Όπως εξήγησε, ο οργανισμός μπορεί να χρειάζεται να ισορροπήσει ανάμεσα στην ταχεία ανάπτυξη και στη διατήρηση των ιστών και των λειτουργιών του, από τη μία πλευρά, και στην επένδυση στην άμυνα του ανοσοποιητικού συστήματος και στη συνολική ακεραιότητά του, από την άλλη.
Η εξήγηση αυτή παραμένει, ωστόσο, υπόθεση που χρειάζεται περαιτέρω διερεύνηση. Η παρούσα έρευνα δεν εξέτασε άμεσα τους μηχανισμούς που οδήγησαν στις επιγενετικές διαφορές μεταξύ σκύλων διαφορετικού μεγέθους.
Ένα από τα ερωτήματα που παραμένουν ανοιχτά είναι γιατί η γήρανση φαίνεται να επιταχύνεται στους μεγαλόσωμους σκύλους.
Ο Σνάιντερ-Μάκλερ εκτιμά ότι η επιλεκτική εκτροφή σκύλων για την απόκτηση μεγαλύτερου σωματικού μεγέθους ενδέχεται να έχει βιολογικό κόστος.
Όπως εξήγησε, ο οργανισμός μπορεί να χρειάζεται να ισορροπήσει ανάμεσα στην ταχεία ανάπτυξη και στη διατήρηση των ιστών και των λειτουργιών του, από τη μία πλευρά, και στην επένδυση στην άμυνα του ανοσοποιητικού συστήματος και στη συνολική ακεραιότητά του, από την άλλη.
Η εξήγηση αυτή παραμένει, ωστόσο, υπόθεση που χρειάζεται περαιτέρω διερεύνηση. Η παρούσα έρευνα δεν εξέτασε άμεσα τους μηχανισμούς που οδήγησαν στις επιγενετικές διαφορές μεταξύ σκύλων διαφορετικού μεγέθους.
Πώς μπορεί η έρευνα να βοηθήσει και τους ανθρώπους
Η ερευνητική ομάδα σχεδιάζει να συνεχίσει τη μελέτη, καθώς το Dog Aging Project συγκεντρώνει περισσότερα δεδομένα και παρακολουθεί τα ζώα για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.
Στόχος είναι η ανάπτυξη ακριβέστερων επιγενετικών ρολογιών και μοντέλων που θα μπορούν να βοηθούν στην πρόβλεψη προβλημάτων υγείας που σχετίζονται με τη γήρανση, δίνοντας στους ιδιοκτήτες τη δυνατότητα να αναγνωρίζουν νωρίτερα πιθανούς κινδύνους.
Τα ευρήματα ενδέχεται να έχουν σημασία και για την κατανόηση της ανθρώπινης γήρανσης. Οι σκύλοι εμφανίζουν ορισμένες από τις ίδιες ασθένειες με τους ανθρώπους, ενώ μοιράζονται μαζί τους το ίδιο περιβάλλον και πολλές από τις καθημερινές εκθέσεις σε περιβαλλοντικούς παράγοντες.
Η μελέτη της επίδρασης αυτών των παραγόντων στην υγεία και στη γήρανση των σκύλων θα μπορούσε, επομένως, να προσφέρει χρήσιμα στοιχεία και για τον άνθρωπο.
Η ερευνητική ομάδα σχεδιάζει να συνεχίσει τη μελέτη, καθώς το Dog Aging Project συγκεντρώνει περισσότερα δεδομένα και παρακολουθεί τα ζώα για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.
Στόχος είναι η ανάπτυξη ακριβέστερων επιγενετικών ρολογιών και μοντέλων που θα μπορούν να βοηθούν στην πρόβλεψη προβλημάτων υγείας που σχετίζονται με τη γήρανση, δίνοντας στους ιδιοκτήτες τη δυνατότητα να αναγνωρίζουν νωρίτερα πιθανούς κινδύνους.
Τα ευρήματα ενδέχεται να έχουν σημασία και για την κατανόηση της ανθρώπινης γήρανσης. Οι σκύλοι εμφανίζουν ορισμένες από τις ίδιες ασθένειες με τους ανθρώπους, ενώ μοιράζονται μαζί τους το ίδιο περιβάλλον και πολλές από τις καθημερινές εκθέσεις σε περιβαλλοντικούς παράγοντες.
Η μελέτη της επίδρασης αυτών των παραγόντων στην υγεία και στη γήρανση των σκύλων θα μπορούσε, επομένως, να προσφέρει χρήσιμα στοιχεία και για τον άνθρωπο.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου