Μια εντυπωσιακή αναδρομή στην εξελικτική ιστορία του ανθρώπινου οργανισμού πραγματοποίησαν ερευνητές του Πανεπιστημίου του Κιότο, οι οποίοι κατάφεραν να εντοπίσουν την προέλευση των κυττάρων του αίματος περίπου 700 εκατομμύρια χρόνια πριν, όταν οι πρόγονοι των σημερινών ζώων ήταν ακόμη μονοκύτταροι οργανισμοί.
- Γράφει η Χριστίνα Χατζηπαλαμουτζή
Η μελέτη, η οποία δημοσιεύθηκε σε επιστημονικό περιοδικό έπειτα από αξιολόγηση από ομότιμους κριτές, επιχειρεί να απαντήσει σε ένα θεμελιώδες βιολογικό ερώτημα: πότε εμφανίστηκαν τα πρώτα αιμοκύτταρα και με ποιον τρόπο εξελίχθηκαν στις πολύπλοκες κυτταρικές οικογένειες που γνωρίζουμε σήμερα.
Ένα νέο εργαλείο για τη μελέτη της εξέλιξης
Παρότι η αιματολογία και η ανοσολογία έχουν προσφέρει λεπτομερή γνώση για τη λειτουργία των αιμοκυττάρων στον άνθρωπο και σε πειραματικά μοντέλα όπως τα ποντίκια, η εξελικτική τους ιστορία παρέμενε σε μεγάλο βαθμό άγνωστη.
Για να αντιμετωπίσουν αυτό το κενό γνώσης, οι ερευνητές ανέπτυξαν μια νέα μέθοδο ανάλυσης που συγκρίνει τα πρότυπα γονιδιακής έκφρασης μεταξύ διαφορετικών κυτταρικών σειρών και ζωικών ειδών.
Χρησιμοποιώντας το εργαλείο αυτό, δημιούργησαν φυλογενετικά δέντρα κυτταρικών γραμμών και ανακατασκεύασαν την εξελικτική τους πορεία σε ολόκληρο το ζωικό βασίλειο. Στην ανάλυση συμπεριλήφθηκαν ακόμη και μονοκύτταροι οργανισμοί, ώστε να διερευνηθούν οι βαθύτερες ρίζες των αιμοκυττάρων.
Τα μακροφάγα φαίνεται να ήταν τα πρώτα αιμοκύτταρα
Ανάμεσα στις διάφορες οικογένειες ανθρώπινων αιμοκυττάρων, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα μακροφάγα παρουσίαζαν τη μεγαλύτερη γενετική ομοιότητα με τους μονοκύτταρους οργανισμούς.
Το εύρημα αυτό υποδηλώνει ότι τα πρώτα αιμοκύτταρα είχαν χαρακτηριστικά παρόμοια με τα σημερινά μακροφάγα, κύτταρα που αποτελούν βασικό τμήμα της φυσικής άμυνας του οργανισμού και συμμετέχουν στην καταπολέμηση λοιμώξεων και στην απομάκρυνση κατεστραμμένων κυττάρων.
Το γονίδιο FOS και οι απαρχές του αίματος
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσίασε και η ανάλυση του γονιδίου FOS, το οποίο εκφράζεται σε αιμοκύτταρα πολλών ζωικών ειδών.
Οι ερευνητές κατάφεραν να εντοπίσουν τις εξελικτικές του ρίζες σε έναν μονοκύτταρο πρόγονο που έζησε πριν από περίπου 700 εκατομμύρια χρόνια. Η ανακάλυψη αυτή υποστηρίζει την υπόθεση ότι τα πρώτα αιμοκύτταρα εμφανίστηκαν περίπου την ίδια χρονική περίοδο με τα πρώτα πολυκύτταρα ζώα.
Σύμφωνα με τους επιστήμονες, οι πρώτοι οργανισμοί αξιοποίησαν γενετικό υλικό που κληρονόμησαν από τους μονοκύτταρους προγόνους τους, μετατρέποντάς το σταδιακά σε εξειδικευμένα κύτταρα του αίματος.
Το εξελικτικό δέντρο των αιμοκυττάρων
Η ανάλυση αποκάλυψε επίσης τον τρόπο με τον οποίο διαφοροποιήθηκαν τα επιμέρους αιμοκύτταρα κατά τη διάρκεια της εξέλιξης.
Τα μαστοκύτταρα φαίνεται ότι διαχωρίστηκαν εξελικτικά από τα μακροφάγα, ενώ αργότερα ακολούθησε η εμφάνιση πρωτογενών Τ-λεμφοκυττάρων και ερυθρών αιμοσφαιρίων. Παράλληλα, τα πρωτογενή Β-λεμφοκύτταρα φαίνεται ότι προήλθαν επίσης από τη γραμμή των μακροφάγων μετά τον διαχωρισμό των μαστοκυττάρων.
Με βάση τα δεδομένα αυτά, οι ερευνητές κατάφεραν να ανασυνθέσουν το «οικογενειακό δέντρο» των αιμοκυττάρων σε βάθος εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών.
Η εξέλιξη παραμένει μέσα μας
Οι επιστήμονες επισημαίνουν ότι η εξελικτική ιστορία δεν αποτελεί απλώς ένα γεγονός του παρελθόντος. Αντίθετα, παραμένει αποτυπωμένη μέσα στον ανθρώπινο οργανισμό μέσω των μηχανισμών διαφοροποίησης των αιμοκυττάρων.
Ο επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας Hiroshi Kawamoto δήλωσε ότι τα ευρήματα αποτελούν την κορύφωση πολυετούς ερευνητικής προσπάθειας και αποδεικνύουν ότι οι οδοί διαφοροποίησης των αιμοκυττάρων των σπονδυλωτών αντανακλούν μια εξελικτική ιστορία 700 εκατομμυρίων ετών.
Από την πλευρά του, ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης Yosuke Nagahata ανέφερε ότι η συνειδητοποίηση πως η κληρονομιά αυτών των αρχαίων μονοκύτταρων οργανισμών συνεχίζει να κυκλοφορεί στο σώμα μας μέσω των αιμοκυττάρων δημιουργεί μια μοναδική αίσθηση σύνδεσης με τους πιο μακρινούς προγόνους μας.
Προοπτικές για την έρευνα του καρκίνου
Πέρα από τη σημασία της για την εξελικτική βιολογία, η νέα μεθοδολογία μπορεί να αποκτήσει και σημαντικές κλινικές εφαρμογές.
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι το εργαλείο που ανέπτυξαν θα μπορούσε να συμβάλει στη διερεύνηση της εξελικτικής προέλευσης ασθενειών όπως ο καρκίνος, προσφέροντας νέα γνώση για τους βιολογικούς μηχανισμούς που εμπλέκονται στην ανάπτυξή τους και ενδεχομένως οδηγώντας σε νέες θεραπευτικές προσεγγίσεις.
Κάντε like στη σελίδα μας στο facebook για να μαθαίνετε όλα τα νέα
Διαβάστε επίσης
Καρκίνος προστάτη: Νέα εξέταση αίματος εντοπίζει νωρίτερα την αποτυχία θεραπείας
Το αίμα και ο εγκέφαλος αλλάζουν τη θεραπεία του διαβήτη
