عروس دریایی قادر به شکست پیری است؛ آیا می‌توانیم از آن الگو بگیریم؟

عروس دریایی تیولا (عروس دریایی نامیرا) به‌شکل شگفت‌آوری در برابر شرایط سخت مقاوم است. ماریا میلیتا، زیست‌شناس دانشگاه تگزاس ای‌اندام در گالوستون، این جانوران را بریده، جوشانده، گرسنه نگه داشته و حتی در آب‌هایی با شوری بسیار زیاد یا آب شیرین قرار داده است؛ اما برخی از آن‌ها به‌جای مردن، راهی غیرمعمول برای ادامه‌ی زندگی پیدا می‌کنند.

وقتی عروس دریایی تحت فشار شدید قرار می‌گیرد، حرکتش متوقف می‌شود و به کف مخزن فرو می‌رود. سپس اتفاق عجیبی رخ می‌دهد: بدن جانور به توده‌ای کروی از سلول‌ها تبدیل می‌شود که دیگر شباهتی به شکل چترمانند و شاخک‌دار عروس دریایی بالغ ندارد.

در طول یک تا سه روز، ساختاری به نام «پولیپ» از این توده‌ی سلولی شکل می‌گیرد. پولیپ یکی از مراحل ابتدایی زندگی عروس دریایی است که به‌تدریج به کلونی تبدیل می‌شود و درنهایت می‌تواند صدها عروس دریایی جدید تولید کند. نکته‌ی شگفت‌انگیز این است که هرکدام از عروس‌های دریایی جدید نیز در اصل می‌توانند همین فرایند را تکرار کنند و بار دیگر به مراحل جوان‌تر زندگی بازگردند.

دانشمندان اکنون در تلاش‌اندفرایندهای ژنتیکی و مولکولی مسئول این توانایی را شناسایی کنند. آن‌ها امیدوارند با شناخت بهتر این سازوکارها، روزی بتوانند راه‌هایی برای بازگرداندن سلول‌ها و بافت‌های انسانی به وضعیت جوان‌تر پیدا کنند.

مایکل کولدوبسکی، متخصص سرطان کودکان و پژوهشگر دانشگاه جانز هاپکینز، می‌گوید هدف نهایی چنین تحقیقاتی می‌تواند معکوس‌کردن بخشی از فرسودگی و تخریب بافت‌ها در اثر افزایش سن باشد. بااین‌حال، او تأکید می‌کند که دانشمندان هنوز فاصله‌ی زیادی تا استفاده از این قابلیت در پزشکی دارند.

توانایی خارق‌العاده‌ی عروس دریایی تیولا (Turritopsis dohrnii) نخستین‌بار در سال ۱۹۹۲ گزارش شد. در آن زمان، پژوهشگری که این جانوران را در آزمایشگاه نگهداری می‌کرد، یک آخر هفته فراموش کرد به آن‌ها غذا بدهد. او انتظار داشت هنگام بازگشت با عروس‌های دریایی مرده روبه‌رو شود؛ اما در عوض، پولیپ‌های جدیدی در مخزن پیدا کرد. پس از این کشف، استفانو پیراینو، زیست‌شناس دانشگاه سالنتو ایتالیا، بررسی سازوکار جوان‌سازی این جانور را آغاز کرد.

سلول‌های بنیادی در جریان رشد جنین تکثیر می‌شوند و به انواع سلول‌های تخصص‌یافته، مانند سلول‌های عصبی و عضلانی، تبدیل می‌شوند. این سلول‌ها معمولاً پس از تخصصی‌شدن، هویت خود را حفظ می‌کنند؛ اما پژوهش‌های پیراینو نشان داد که در عروس دریایی نامیرا، برخی بافت‌های بالغ می‌توانند فرایندی به نام تغییر تمایز (Transdifferentiation) را تجربه کنند. در این فرایند، سلول‌ها به وضعیتی شبیه سلول‌های بنیادی بازمی‌گردند و سپس به انواع دیگری از سلول‌ها تبدیل می‌شوند که برای تشکیل پولیپ لازم‌اند.

میلیتا که پیش‌تر در آزمایشگاه پیراینو فعالیت می‌کرد، توضیح می‌دهد که سلول‌های بالغ تمایز خود را از دست می‌دهند و به سلول‌های موردنیاز برای ساخت پولیپ تبدیل می‌شوند.

همین ویژگی باعث شده است این گونه لقب «عروس دریایی نامیرا» را بگیرد. تا جایی که دانشمندان می‌دانند، توانایی بازگرداندن بدن بالغ به مراحل ابتدایی زندگی در میان جانوران ویژگی بسیار غیرمعمولی است. برخی مارمولک‌ها، کرم‌ها و دوزیستان می‌توانند اندام‌های آسیب‌دیده یا ازدست‌رفته‌ی خود را بازسازی کنند؛ اما توانایی آن‌ها با بازگشت چرخه‌ی زندگی عروس دریایی نامیرا تفاوت دارد.

پژوهشگران اکنون در تلاش‌اند ژن‌هایی را شناسایی کنند که امکان بازگشت سلول‌ها به وضعیت جوان‌تر را فراهم می‌کنند. به‌گفته‌ی کولدوبسکی، یکی از اهداف بلندمدت این تحقیقات کشف نوعی «کلید مولکولی» است که فرایند جوان‌سازی را کنترل می‌کند.

البته این کاربردها فعلاً در حد اهداف بلندمدت پژوهشی هستند و هنوز مشخص نیست سازوکارهای عروس دریایی را می‌توان به‌شکلی ایمن و مؤثر در انسان به کار گرفت یا نه.

درمطالعه‌ای که سال ۲۰۲۲ در مجله‌ی PNAS منتشر شددانشمندان ژن‌های عروس دریایی نامیرا را با گونه‌ای خویشاوند مقایسه کردند که توانایی جوان‌سازی در آن شناخته نشده است. نتایج نشان داد که عروس دریایی نامیرا نسخه‌های بیشتری از برخی ژن‌های مرتبط با ترمیم آسیب‌های DNA دارد. این جانور همچنین دارای نسخه‌های بیشتری از ژن‌هایی است که در حفظ تلومرها نقش دارند.

تلومرها ساختارهای محافظ انتهای کروموزوم‌ها هستند که معمولاً با افزایش سن کوتاه‌تر می‌شوند و کوتاه‌شدن آن‌ها می‌تواند سلول‌ها را در برابر آسیب آسیب‌پذیرتر کند.

ویکتور کسادا، زیست‌شناس مولکولی دانشگاه اویدوی اسپانیا و یکی از پژوهشگران مطالعه، احتمال می‌دهد که توانایی بیشتر عروس دریایی نامیرا در نگهداری و ترمیم تلومرها یکی از عوامل مؤثر در ویژگی غیرمعمول آن باشد. میلیتا نیز با بررسی ژن‌های فعال در مراحل مختلف زندگی این جانور دریافته است که هنگام تبدیل‌شدن بدن به توده‌ی سلولی، فعالیت برخی ژن‌های مرتبط با ترمیم DNA و حفظ تلومرها افزایش می‌یابد.

در پژوهش مقدماتی دیگری، کسادا متوجه شد که برخی از ژن‌هایی که در مرحله‌ی جوان‌سازی عروس دریایی فعالیت بیشتری دارند، با ژن‌های مرتبط با طول عمر انسان هم‌پوشانی نشان می‌دهند. به‌گفته‌ی میلیتا، این یافته احتمال وجود مسیرهای زیستی مشترک را مطرح می‌کند، هرچند هنوز برای نتیجه‌گیری قطعی زود است.

میلیتا اکنون با کولدوبسکی همکاری می‌کند تا سازوکارهای یادشده را دقیق‌تر بررسی کند و در آینده امکان فعال‌کردن فرایندهای مشابه در سلول‌های انسانی را بسنجد.

دانشمندان پیش‌تر توانسته‌اند فرایندهایی شبیه جوان‌سازی را در برخی سلول‌های پستانداران القا کنند؛ اما استفاده از این روش‌ها در بافت‌های انسانی همچنان دشوار است.

با وجود توانایی غیرمعمول در بازگشت به مراحل ابتدایی زندگی، عروس دریایی نامیرا موجودی شکست‌ناپذیر نیست. میلیتا می‌گوید برخی از عروس‌های دریایی آزمایشگاه او ظاهراً نمی‌توانند فرایند جوان‌سازی را آغاز کنند. حتی ممکن است تعداد دفعاتی که یک جانور قادر به تکرار این چرخه است محدود باشد و سرانجام بر اثر افزایش سن از بین برود.

ماریا پاسکوال‌تورنر، پژوهشگر مؤسسه‌ی علوم دریایی اسپانیا، می‌گوید عروس دریایی نامیرا با وجود توانایی نظری برای فرار از پیری، موجودی بسیار آسیب‌پذیر است. به باور وی، این جانور یادآوری می‌کند که زندگی و مرگ بخش‌های جدایی‌ناپذیر واقعیت هستند.

پژوهش درباره‌ی عروس دریایی نامیرا هنوز در مراحل اولیه قرار دارد و کاربرد پزشکی مشخصی از آن به دست نیامده است. بااین‌حال، شناخت فرایندهایی که به سلول‌های این جانور امکان تغییر هویت و بازگشت به مراحل ابتدایی رشد را می‌دهند، ممکن است سرنخ‌های تازه‌ای درباره‌ی سازوکارهای پیری و بازسازی بافت‌ها در اختیار دانشمندان بگذارد.