News

Misterul “genelor zombi”, care se activează în creierul uman imediat după moarte, descifrat de cercetători. Descoperire uluitoare!

25.03.2021 | 13:04
Misterul genelor zombi care se activeaza in creierul uman imediat dupa moarte descifrat de cercetatori Descoperire uluitoare
Misterul “genelor zombi”, care se activează în creierul uman imediat după moarte, descifrat de cercetători. Foto: Colaj FANATIK
ADVERTISEMENT

Majoritatea cercetărilor sugerează că activitatea în creier se oprește odată ce o persoană este declarată moartă, dar un nou studiu relevă că unele gene prind viață la scurt timp. O echipă de la Universitatea din Illinois Chicago (UIC) a descoperit aceste „gene zombi”, care sunt specifice celulelor inflamatorii numite celule gliale, își cresc activitatea și cresc la proporții impresionante.

Studiul vine în confirmarea datelor obținute de oamenii de știință de la Universitatea din Washington, care au studiat țesut cerebral de la animale, cu rezultate similare.

ADVERTISEMENT

Pe de altă parte, cercetătorii de la Cambridge de data aceasta au descifrat misterul dimensiunii crescute a creierului uman comparativ cu cele mai apropiate rude primate ale oamenilor.

“Genele zombi” care prind viață în creierul uman la scurt timp după moarte

Cercetătorii au observat acțiunile acestor gene în țesut cerebral proaspăt și au constatat că dezvoltă un apendice ca un braț lung timp de multe ore după moarte.

ADVERTISEMENT

Deși a le vedea prinzând viață post-mortem poate părea bizar, experții spun că nu este o surpriză completă, deoarece aceste celule au sarcina de a curăța „zona după leziuni cerebrale, cum ar fi privarea de oxigen sau accident vascular cerebral”.

Dr. Jeffrey Loeb, profesor, șef al catedrei de neurologie și reabilitare la Colegiul de Medicină UIC, a declarat: „Majoritatea studiilor presupun că totul în creier se oprește atunci când inima nu mai bate, dar nu este așa. Constatările noastre vor fi necesare pentru a interpreta cercetarea asupra țesuturilor creierului uman. Pur și simplu nu am cuantificat aceste schimbări până acum.”

ADVERTISEMENT

Studiul, publicat în Scientific Reports, a analizat țesut cerebral proaspăt colectat în timpul unei intervenții chirurgicale cerebrale standard asupra unei persoane cu o tulburare neurologică.

Echipa a constatat că aproximativ 80% din genele analizate au rămas relativ stabile timp de 24 de ore – expresia lor nu s-a schimbat prea mult.

ADVERTISEMENT

Setul de gene care s-au trezit au fost cele care oferă funcții celulare de bază și sunt utilizate în mod obișnuit în studiile de cercetare pentru a arăta calitatea țesutului – cunoscut și sub numele de gene de menaj.

Un alt grup, despre care se știe că este prezent în neuroni și se demonstrează că este implicat în mod complicat în activitatea creierului uman, cum ar fi memoria, gândirea și activitatea convulsivă, s-a degradat rapid în orele de după moarte.

Aceste gene sunt importante pentru cercetătorii care studiază tulburări precum schizofrenia și boala Alzheimer, a spus Loeb.

Un al treilea grup de gene – „genele zombi” – și-a intensificat activitatea în același timp în care genele neuronale se degradau. Modelul modificărilor post-mortem a atins un vârf după aproximativ 12 ore.

„Descoperirile noastre nu înseamnă că ar trebui să renunțăm la programele de cercetare a țesuturilor umane, înseamnă doar că cercetătorii trebuie să ia în considerare aceste modificări genetice și celulare și să reducă cât mai mult posibil intervalul post-mortem pentru a reduce magnitudinea acestor schimbări”, a spus Loeb.

“Vestea bună din descoperirile noastre este că știm acum ce gene și tipuri de celule sunt stabile, care se degradează și care cresc în timp, astfel încât rezultatele studiilor cerebrale post-mortem să poată fi mai bine înțelese.”

Un studiu anterior din 2016 a constatat rezultate similare la animale. Peste 1.000 de gene sunt active post-mortem, dintre care unele intră în acțiune doar la 24 de ore după eveniment.

Cercetătorii de la Universitatea din Washington au apelat la două modele animale de laborator, șoareci și pești zebră, pentru a căuta semnele povestitoare ale activității genetice.

Analizând ARNm de la șoareci și pești zebra decedați, echipa a găsit dovezi ale activității la 1.063 gene.

Într-o serie de două studii publicate online în biorxiv în 2016, ei raportează că majoritatea genelor intră în acțiune la o jumătate de oră după moartea animalelor, dar unele par să-și intensifice activitatea doar după 24 sau chiar 48 de ore.

Pentru ambele animale, mai mult de jumătate din genele active au codificat proteinele, în timp ce celelalte erau gene reglatoare – care arată că energia semnificativă este încă utilizată pentru a menține sistemul în ordine.

Ce se întâmplă cu corpul unei persoane atunci când moare?

Mai întâi inima nu mai pompează, astfel încât fluxul de sânge din corp se oprește. Acest lucru face ca sângele să se coaguleze, formând cheaguri și devenind gros și aglomerant.

Mușchii se rigidizează apoi într-un proces cunoscut sub numele de rigor mortis, care împiedică respirația ceea ce înseamnă înseamnă că nu ajunge oxigen în celulele.

De asemenea, celulele încep să moară, eliberând enzime care fac corpul foarte primitor pentru bacterii și ciuperci.

Acestea se descompun și îți împietresc corpul și, în cele din urmă, în aproximativ un an, cea mai mare parte a cărnii se va descompune, rămânând doar oasele.

De ce este creierul uman atât de mare?

Dimensiunea creierului este unul dintre atributele definitorii ale ființei umane: în comparație cu cele mai apropiate rude primate ale noastre, avem creiere incredibil de mari.

Acum oamenii de știință au făcut lumina asupra motivelor diferenței, colectând celule de la oameni, cimpanzei și gorile și transformându-le în bucăți de creier în laborator.

Testele pe micii „organoizi cerebrali” dezvăluie un comutator molecular necunoscut până acum care controlează creșterea creierului și face organul uman de trei ori mai mare decât creierul din maimuțele mari, arată studiul publicat în Cell.

Dacă acest comutator este modificat, creierul uman își pierd avantajul de creștere, în timp ce creierul primatelor mari poate fi făcut să crească mai mult decât al unui om.

„Ceea ce vedem este o diferență de comportament celular foarte, foarte devreme, care permite creierului uman să crească mai mare”, a spus dr. Madeleine Lancaster, biolog la Laboratorul de Biologie Moleculară al Consiliului de Cercetări Medicale din Cambridge, citată de The Guardian. „Suntem capabili să ținem cont de aproape toate diferențele de mărime.”

Creierul uman sănătos atinge de obicei aproximativ 1.500cm3 la vârsta adultă, de aproximativ trei ori mai mare decât creierul gorilă de 500cm3 sau creierul cimpanzeului de 400cm3. Însă a afla de ce nu a fost ușor, nu în ultimul rând pentru că dezvoltarea creierelor umane și a maimuțelor mari nu poate fi studiată cu ușurință.

Într-un efort de a înțelege procesul, Lancaster și colegii ei au colectat celule, adesea rămase de la testele medicale sau operații, de la oameni, gorile și cimpanzei și le-au reprogramat în celule stem. Apoi au crescut aceste celule în așa fel încât să le încurajeze să se transforme în organoizi cerebrali – mici bucăți de țesut cerebral lățime de câțiva milimetri.

După câteva săptămâni, organoizii creierului uman au fost de departe cei mai mari dintre lot și o examinare atentă a arătat de ce. În țesutul cerebral uman, așa-numitele celule progenitoare neuronale – care continuă să producă toate celulele din creier – s-au divizat mai mult decât cele din țesutul creierului de maimuță mare.

Lancaster a adăugat: „Aveți o creștere a numărului de acele celule, așa că odată ce acestea trec la producerea diferitelor celule ale creierului, inclusiv neuroni, aveți mai multe de la început, astfel încât să obțineți o creștere a întreaga populație de celule cerebrale de pe întregul cortex.”

Modelarea matematică a procesului a arătat că diferența de proliferare celulară are loc atât de devreme în dezvoltarea creierului, încât în ​​cele din urmă duce la o dublare aproape a numărului de neuroni din cortexul cerebral uman adult, comparativ cu cel al maimuțelor mari.

Cercetătorii au continuat să identifice o genă care este crucială pentru acest proces. Cunoscută sub numele de Zeb2, aceasta se activează mai târziu în țesutul uman, permițând celulelor să se divizeze mai mult înainte de a se maturiza. Testele au arătat că întârzierea efectelor Zeb2 a făcut ca țesutul creierului gorilelor să crească, în timp ce activarea mai repede în organoizii creierului uman le-a făcut să crească mai mult ca cele ale maimuțelor.

John Mason, profesor de dezvoltare neuronală moleculară la Universitatea din Edinburgh, care nu a fost implicat în cercetare, a spus că a evidențiat puterea organoizilor pentru studiul dezvoltării creierului.

„Este important să înțelegem modul în care creierul se dezvoltă normal, parțial pentru că ne ajută să înțelegem ce face oamenii unici și parțial pentru că ne poate oferi informații importante despre modul în care pot apărea tulburările neurodezvoltării”, a spus el.

“Dimensiunea creierului poate fi afectată în unele tulburări ale neurodezvoltării, de exemplu macrocefalia este o caracteristică a unor tulburări din spectrul autist, astfel încât înțelegerea acestor procese foarte fundamentale de dezvoltare a creierului embrionar ar putea duce la o mai bună înțelegere a acestor tulburări”, a adăugat el.

ADVERTISEMENT