Οι πύθωνες έχουν πολλά ασυνήθιστα χαρακτηριστικά που μελετούν οι επιστήμονες για πιθανές ενδείξεις για τη θεραπεία ανθρώπινων ασθενειών.
Ο Ari Daniel για το NPR
απόκρυψη λεζάντας
εναλλαγή λεζάντας
Ο Ari Daniel για το NPR
Για νέες ανακαλύψεις, καθημερινά μυστήρια και την επιστήμη πίσω από τα πρωτοσέλιδα, ακολουθήστε το podcast Short Wave του NPR.
Όταν η Skip Maas υιοθέτησε για πρώτη φορά την Agrapina, έναν πύθωνα με στίγματα, δεν είχε φάει εδώ και 14 μήνες.
Όμως, όπως παρατήρησε σύντομα, ήταν ακόμα μια τεντωμένη σπείρα μυών με ελατήριο. Παρουσιαζόταν με έναν αρουραίο, χτύπησε γρήγορα, τον έσφιξε και μετά καταβρόχθισε το γεύμα της.
Και μετά το σώμα της έκανε ένα άλλο κατόρθωμα για τους πύθωνες: Επιτάχυνε δραματικά το μεταβολισμό του για να αντιμετωπίσει την ξαφνική εισροή πρωτεϊνών και λιπών, λέει ο Maas, «για να βοηθήσει στη διάσπαση αυτού του γεύματος και στην εξαγωγή όλων των θρεπτικών του συστατικών».
Οι περισσότεροι άνθρωποι προτιμούν να κρατούν απόσταση από τους πύθωνες – και για καλό λόγο. Ένα γρήγορο χτύπημα που ακολουθείται από ανελέητη στένωση μπορεί να είναι θανατηφόρο. Αλλά ο Μάας, μοριακός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο Μπόλντερ, και οι συνεργάτες του υποστηρίζουν ότι αυτά τα φίδια μπορεί να κρύβουν μυστικά που θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους ανθρώπους να ζήσουν περισσότερο και καλύτερα.
Εκτός από το ότι μπορούν να νηστεύουν για εβδομάδες ή μήνες και να διατηρούν τον μυϊκό τόνο, είναι σε θέση να μεγαλώνουν και να συρρικνώνουν την καρδιά τους και άλλα όργανά τους κατά τη διάρκεια των γιορτών και της πείνας χωρίς φαινομενικά κανένα πρόβλημα.
Ο μοριακός βιολόγος Skip Maas κρατά τον πύθωνα Agrapina μαζί με άλλους ερευνητές πύθωνα Jack Gugel (αριστερά), Tommy Martin (δεξιά) και Yuxiao Tan (άκρα δεξιά), στο Boulder, Colo.
Ο Ari Daniel για το NPR
απόκρυψη λεζάντας
εναλλαγή λεζάντας
Ο Ari Daniel για το NPR
«Είναι πολύ λογικό ότι οι πύθωνες, επειδή ζουν σε τόσο ακραία περιβάλλοντα, θα έχουν μυστικά που θα ισχύουν για τους ανθρώπους», λέει ο Leslie Leinwand, ένας γενετιστής που, πριν από δύο δεκαετίες, σκέφτηκε για πρώτη φορά αυτή την ιδέα να μεταφράσει τη μοναδική βιολογία των πύθωνων σε ιατρικές θεραπείες.
Αυτή τη στιγμή είναι η εκτελεστική επιστημονική υπεύθυνη του Ινστιτούτου BioFrontiers του CU Boulder. Και το εργαστήριό της τρέχει ένα συνεχιζόμενο ερευνητικό πρόγραμμα μελετώντας τα ερπετά, δημοσιεύοντας τακτικά ευρήματα που ελπίζουν ότι θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε ιατρικές ανακαλύψεις.
Οι Python “είναι τόσο προσαρμοσμένοι στον τρόπο ζωής τους”, λέει ο Maas, ο οποίος πρόσφατα ολοκλήρωσε το διδακτορικό του. στο εργαστήριο του Leinwand. «Πιστεύω ότι είναι μια πραγματικά υπέροχη λεωφόρος για να κοιτάξεις κάτι που η εξέλιξη έχει ήδη βρει για να εμπνευστεί».
Δραματική εσωτερική ανακαίνιση ενός πύθωνα
Ένα ιδιαίτερα ακραίο χαρακτηριστικό του πύθωνα είναι ο μεταβολισμός του – ο ρυθμός με τον οποίο μπορεί να μετατρέψει την τροφή σε χρησιμοποιήσιμη ενέργεια.
«Οι πύθωνες αυξάνουν το μεταβολισμό τους από 10 έως 40 φορές μετά το τάισμα, ανάλογα με το μέγεθος του γεύματος», λέει ο Tommy Martin, επίκουρος καθηγητής στο Ιατρικό Κέντρο του Πανεπιστημίου της Νεμπράσκα και πρώην ερευνητής στο εργαστήριο του Leinwand.
Η Leslie Leinwand είναι ένας γενετιστής που, πριν από δύο δεκαετίες, σκέφτηκε για πρώτη φορά την ιδέα να μεταφράσει τη μοναδική βιολογία των πύθωνων σε ιατρικές θεραπείες.
Ο Ari Daniel για το NPR
απόκρυψη λεζάντας
εναλλαγή λεζάντας
Ο Ari Daniel για το NPR
Αυτό είναι “το ισοδύναμο ενός αλόγου κούρσας του Κεντάκι Ντέρμπι σε ηρεμία, σε σύγκριση με όταν σπριντ γύρω από την πίστα”, λέει ο Jack Gugel, μοριακός βιολόγος στο CU Boulder και πρώην μαθητής του Leinwand. Αλλά οι πύθωνες, σημειώνει, μπορούν να διατηρήσουν «αυτή την υψηλή μεταβολική κατάσταση για μέρες καθώς χωνεύουν το γεύμα».
Για να χειριστεί έναν τόσο πολύ υψηλό μεταβολισμό, το σώμα του πύθωνα υφίσταται μια δραματική ανακαίνιση. «Τα όργανά τους θα μεγαλώσουν πραγματικά», λέει ο Gugel. Αυτό περιλαμβάνει την καρδιά του φιδιού – να μπορεί να αντλεί περισσότερο αίμα και οξυγόνο για να αφομοιώσει το γεύμα.
Οι ανθρώπινες καρδιές μπορούν επίσης να αυξηθούν σε μέγεθος χρόνια. Όταν αυτή η ανάπτυξη οφείλεται σε υψηλή αρτηριακή πίεση ή έμφραγμα, η καρδιά παραμένει διευρυμένη και σκληραίνει – με δυνητικά θανατηφόρες συνέπειες.
«Μερικοί άνθρωποι, ό,τι κι αν κάνουν, ακόμα κι αν έχουν την τέλεια δίαιτα και ασκούνται καθημερινά, θα συνεχίσουν να έχουν καρδιακή νόσο», προσθέτει ο Gugel.
Στους πύθωνες, ωστόσο, ένα μήνα περίπου μετά την κατανάλωση ενός γεύματος, η καρδιά τους επιστρέφει στο προηγούμενο μέγεθος.
«Και μας ενδιέφερε πραγματικά να καταλάβουμε – Εντάξει, ποια είναι τα σήματα που λένε σε αυτή την καρδιά να γίνει μεγαλύτερη;» λέει ο Gugel.
Η απάντηση σε τέτοιες ερωτήσεις μπορεί να προσφέρει πληροφορίες για το πώς να σταματήσετε ή ακόμα και να αναστρέψετε την προβληματική ανάπτυξη της καρδιάς στους ανθρώπους.
Ο Yuxiao Tan, μοριακός βιολόγος στο CU Boulder, ερευνά τα καρδιακά κύτταρα του πύθωνα. Εδώ ποζάρει με ένα παιχνίδι πύθωνα στο εργαστήριο.
Ο Ari Daniel για το NPR
απόκρυψη λεζάντας
εναλλαγή λεζάντας
Ο Ari Daniel για το NPR
Ο Yuxiao Tan, μοριακός βιολόγος στο CU Boulder που εποπτευόταν από τον Leinwand, αποκάλυψε μια άλλη σημαντική εικόνα σε μια μελέτη που θα δημοσιευτεί σύντομα. «Η καρδιά τους όχι μόνο μπορεί να γίνει μεγαλύτερη», λέει, «αλλά και τα κύτταρα των καρδιακών μυών τους αυξάνονται σε αριθμό μετά το φαγητό».
Είναι διαφορετικό στους ανθρώπους. «Όταν οι άνθρωποι παθαίνουν καρδιακή προσβολή», εξηγεί ο Tan, «καταλήγουν να παθαίνουν μια ουλή στην καρδιά τους επειδή τα κύτταρα των καρδιακών μυών μας δεν είναι σε θέση να πολλαπλασιαστούν και να επιδιορθώσουν την ουλή».
Η έρευνα στο εργαστήριο του Leinwand είναι ακόμη σε εξέλιξη, αλλά είναι πιθανό οι πύθωνες να φέρουν τις ενδείξεις για το πώς θα μπορούσαμε να αναδιαμορφώσουμε τις ανθρώπινες καρδιές για να βελτιώσουμε τη δική μας καρδιακή υγεία σε διαφορετικά στάδια της ζωής.
Μυών και μορίων
Μια άλλη γραμμή έρευνας που ακολουθούν αυτοί οι ερευνητές σχετίζεται με την προφανή ικανότητα του πύθωνα να αντιστέκεται στη μυϊκή ατροφία.
Πάρτε την Agrapina, τον κατοικίδιο πύθωνα του Maas. Ακόμη και μετά από μήνες που δεν έτρωγε και μετά βίας κινούνταν, όταν έπιασε το σημείο του αρουραίου που της πρόσφερε, “ήταν αρκετά δυνατή για να τον σφίξει τελείως. Ήταν πλήρως ικανή”, λέει. «Είχε χάσει πολύ λίγο μυϊκό τόνο παρά όλο αυτό το διάστημα νηστείας».
«Δεν ξέρω κανένα άλλο πλάσμα που να μπορεί να κάνει αυτό το είδος νηστείας χωρίς να χάσει τη μυϊκή του λειτουργία», λέει ο Leinwand. Πιστεύει ότι αυτή η ικανότητα θα μπορούσε μια μέρα να οδηγήσει σε θεραπείες για άτομα που αντιμετωπίζουν μυϊκή ατροφία καθώς γερνούν.
Και ο Leinwand λέει ότι οι πεπτικές διαδικασίες του φιδιού έχουν κάτι να μας διδάξουν επίσης, δείχνοντας τα αμέτρητα μικρά μόρια που παράγονται καθώς το ζώο διασπά ένα γεύμα. «Νομίζω ότι αυτό θα μπορούσε να είναι αυτό που λέμε χρυσωρυχείο».
Πράγματι, ο Leinwand συνέγραψε μια εργασία, που δημοσιεύτηκε την άνοιξη στο περιοδικό Μεταβολισμός της Φύσηςμε συνεργάτες από διάφορα ιδρύματα, που περιγράφουν ένα μόριο που διαρρέει το αίμα τόσο των Βιρμανών όσο και των πύθωνων με μπάλα, το οποίο διογκώθηκε χίλιες φορές μετά το τάισμα.
«Αν ήμουν άνθρωπος του στοιχήματος», λέει ο Leinwand, «θα στοιχημάτιζα ότι κάτι που αλλάζει χίλιες φορές είναι πιθανώς να κάνει κάτι σημαντικό».
Η μελέτη επιβεβαίωσε την υποψία της. Ο Gugel λέει ότι το μόριο, το οποίο ονομάζεται pTOS, φαίνεται να δρα ως κατασταλτικό της όρεξης στοχεύοντας τον υποθάλαμο στον εγκέφαλο.
Ο Τζακ Γκούγκελ στέκεται με έναν κατοικίδιο πύθωνα γύρω από το λαιμό του μπροστά από τα Flatirons, τις εμβληματικές πλάκες από ψαμμίτη που βοηθούν τον Boulder να γίνει ο παράδεισος των ορειβατών. Ο Gugel έχει ερευνήσει πώς οι πύθωνες μπορούν να αυξήσουν γρήγορα το μέγεθος της καρδιάς τους.
Ο Ari Daniel για το NPR
απόκρυψη λεζάντας
εναλλαγή λεζάντας
Ο Ari Daniel για το NPR
«Όταν δίνουμε αυτό το μόριο σε παχύσαρκα ποντίκια, τρώνε λιγότερο και χάνουν βάρος», λέει.
Η Jasmin Camacho, μια εξελικτική βιολόγος στο Ινστιτούτο Ιατρικής Έρευνας Stowers, επικροτεί το έργο των πύθωνων ως έναν άλλο τρόπο αναζήτησης σε απροσδόκητα μέρη για πιθανά φάρμακα και θεραπείες. «Πηγαίνοντας σε αυτό το ακραίο ζώο, αυτό το μόριο εκφράστηκε σε υψηλότερο επίπεδο με τρόπο που απλώς ξεχώριζε», λέει.
Η Camacho, η οποία δεν συμμετείχε στην έρευνα για τους πύθωνες, μελετά νυχτερίδες που πιστεύει ότι μπορεί να κρύβουν μυστικά για την καταπολέμηση του διαβήτη, καθώς μπορούν να καταναλώνουν μεγάλες ποσότητες νέκταρ χωρίς εμφανή προβλήματα υγείας.
«Η Evolution εκτελεί φυσικά πειράματα για εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια», λέει. «Έτσι, μελετώντας αυτές τις προσαρμογές, αρχίζουμε να σκεφτόμαστε άλλους τρόπους με τους οποίους μπορεί να λειτουργήσει το σώμα μας».
Αναγέννηση εμπνευσμένη από ζώα
Τα φάρμακα απώλειας βάρους GLP-1, όπως το Ozempic, προέκυψαν από έρευνα για τη δηλητηριώδη σαύρα τέρας gila. Ο Gugel ελπίζει σε παρόμοια τροχιά για το νέο μόριο που αποκάλυψε ο πύθωνας.
«Νομίζω ότι υπάρχει μεγάλη δυνατότητα στην αγορά για ένα φάρμακο που μπορεί να αναστείλει συγκεκριμένα την όρεξη στον εγκέφαλο για να βοηθήσει τους ανθρώπους με απώλεια βάρους», λέει.
Για το σκοπό αυτό, οι Gugel, Leinwand, Martin και Jonathan Long του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ έχουν δημιουργήσει μια εταιρεία που ονομάζεται Arkana Therapeutics για να αναπτύξει αυτήν και άλλες ανακαλύψεις σε νέα φάρμακα και θεραπείες. Ελπίζουν να κοιτάξουν πέρα από τους πύθωνες σε άλλα είδη που παραβλέπονται, λέει ο Martin.
Η Ashley Zehnder είναι ο Διευθύνων Σύμβουλος της Fauna Bio, μιας εταιρείας που αναζητά θεραπείες αντοχής σε ασθένειες μεταξύ θηλαστικών που είναι εξοπλισμένα με μοναδικές προσαρμογές. Λέει ότι η προσέγγιση που ακολουθεί η ομάδα του Leinwand στο CU Boulder θα μπορούσε να διευρύνει την παλέτα ανακάλυψης φαρμάκων.
«Μπορείτε να βρείτε αυτά τα πραγματικά ισχυρά βιοενεργά μόρια σε αυτά τα ακραία είδη», λέει, «επειδή τελειοποιήθηκαν εξελικτικά και μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε για φάρμακα».
Υπάρχουν προκλήσεις σε αυτή την προσέγγιση, φυσικά, λέει ο Zehnder, συμπεριλαμβανομένης της εκμάθησης πώς να φροντίζει τα ζώα στο εργαστήριο και πρέπει να καταλάβω την πολύπλοκη εσωτερική λειτουργία τους από την αρχή.
Αλλά η ανταμοιβή, υποστηρίζει ο Zehnder, θα μπορούσε να είναι πιθανές θεραπείες για τα δεινά μας που προέρχονται από το μεγάλο δέντρο της ζωής. «Νομίζω ότι υπάρχουν πολλά που μπορούμε να μάθουμε βάζοντας τον εαυτό μας ξανά σε αυτό το εξελικτικό δέντρο και λέγοντας, «τι μπορούμε να μάθουμε από αυτά τα άλλα ζώα;», λέει.
«Και νομίζω ότι αυτό που θα κάνει στο τέλος της ημέρας είναι να μας κάνει να εκτιμήσουμε πραγματικά πολύ την αξία αυτής της διαφορετικότητας».
