Ωστόσο, νέα έρευνα από το Πανεπιστήμιο του Λέστερ αναφέρει ότι ένα λαμπερό έντομο μπορεί να πατήσει «παύση» σε αυτή τη διαδικασία νωρίς στη ζωή και στη συνέχεια να απολαύσει ένα πιο αργό βιολογικό ρολόι.

Οι σφήκες- κόσμημα ( Nasonia vitripennis ), φημισμένες για τη μεταλλική τους λάμψη, εισέρχονται σε κατάσταση χειμερίας νάρκης ως προνύμφες όταν οι μητέρες τους βιώνουν το κρύο και το σκοτάδι.

Αυτή η αναπτυξιακή παύση, που ονομάζεται διάπαυση, όχι μόνο παρατείνει τη διάρκεια ζωής των ενήλικων εντόμων κατά περίπου το ένα τρίτο, αλλά επιβραδύνει επίσης τη μοριακή γήρανση κατά σχεδόν 30%.

«Είναι σαν οι σφήκες που έκαναν ένα διάλειμμα νωρίς στη ζωή τους να επέστρεψαν με επιπλέον χρόνο στη διάθεσή τους», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας Eamonn Mallon του Τμήματος Γενετικής, Γονιδιωματικής και Επιστημών Καρκίνου του Λέστερ .

Μια μικρογραφία που περιγράφει τη γήρανση
Τα περισσότερα γνωστά μοντέλα ασπόνδυλων – ας σκεφτούμε τις μύγες των φρούτων ή τα νηματώδη σκουλήκια – δεν διαθέτουν σύστημα μεθυλίωσης DNA συγκρίσιμο με τον άνθρωπο.

Οι σφήκες-κοσμήματα διαθέτουν ένα τέτοιο σύστημα, γεγονός που τις καθιστά σπάνιες μεταξύ των εντόμων και εξαιρετικά πολύτιμες για τους ηλικιωμένους ερευνητές.

Επίσης, ζουν λίγο, επιτρέποντας στους επιστήμονες να παρακολουθούν γρήγορα ολόκληρες τις ζωές τους.

«Η κατανόηση του πώς και γιατί συμβαίνει η γήρανση αποτελεί μια σημαντική επιστημονική πρόκληση», δήλωσε ο Mallon. «Με τα γενετικά εργαλεία του, τους μετρήσιμους δείκτες γήρανσης και τη σαφή σύνδεση μεταξύ ανάπτυξης και διάρκειας ζωής, το Nasonia vitripennis είναι πλέον ένα ανερχόμενο αστέρι στην έρευνα για τη γήρανση».

Ξεκλειδώνοντας το ρολόι της γήρανσης
Η γήρανση αφήνει μοριακά αποτυπώματα γνωστά ως μεθυλομάδες στο DNA, και η συσσώρευση αυτών των σημαδιών σχηματίζει ένα «επιγενετικό ρολόι » που είναι από τους πιο ακριβείς δείκτες της βιολογικής ηλικίας.

Η διδακτορική φοιτήτρια Erin Foley και οι συνάδελφοί της αναρωτήθηκαν: αν επιβραδύνουμε την ίδια την ανάπτυξη, επιβραδύνεται και ο χρόνος; Για να δοκιμάσει την ιδέα, η ομάδα εξέθεσε τις ενήλικες θηλυκές σφήκες σε χαμηλή θερμοκρασία και σκοτάδι πριν από την ωοτοκία.

Αυτές οι συνθήκες προκαλούν αξιόπιστα διάπαυση στους απογόνους, σταματώντας την ανάπτυξη των προνυμφών για αρκετές εβδομάδες.

Όταν οι ψυχθείσες προνύμφες συνέχισαν την ανάπτυξή τους και εμφανίστηκαν ως ενήλικες, οι επιστήμονες μέτρησαν το χρονολογικό προσδόκιμο ζωής τους. Η ομάδα χρησιμοποίησε επίσης εξελιγμένη ανάλυση μεθυλίωσης για να μετρήσει τη βιολογική ηλικία.

Η ομάδα διάπαυσης έζησε περισσότερο από 33% περισσότερο από τις σφήκες ελέγχου που εκτράφηκαν υπό κανονικές συνθήκες. Το πιο εντυπωσιακό είναι ότι τα επιγενετικά τους ρολόγια «χτύπησαν» 29% πιο αργά, υποδεικνύοντας πραγματική επιβράδυνση των εγγενών διεργασιών γήρανσης και όχι απλή καθυστέρηση στην ανάπτυξη.

Από τις σφήκες στους ανθρώπους
Η μοριακή εις βάθος έρευνα της ομάδας αποκάλυψε αλλαγές στα γονιδιακά δίκτυα που συνδέονται με την σηματοδότηση της ινσουλίνης και την ανίχνευση θρεπτικών συστατικών.

Αυτές είναι βασικές οδοί που εμπλέκονται στη γήρανση του ανθρώπου και στοχεύονται από υποψήφια αντιγηραντικά φάρμακα όπως η μετφορμίνη και η ραπαμυκίνη.

Αυτό που κάνει αυτή τη μελέτη να ξεχωρίζει είναι η απόδειξή της ότι μια μακροχρόνια επιβράδυνση της γήρανσης μπορεί να προκληθεί από περιβαλλοντικούς παράγοντες σε ένα μοντέλο που είναι ταυτόχρονα απλό και εξαιρετικά εφαρμόσιμο στην ανθρώπινη βιολογία.

Με άλλα λόγια, η προνυμφική παύση της σφήκας-κόσμημα δεν επεκτείνει απλώς το νεανικό σθένος· τροποποιεί βιοχημικά κυκλώματα που μοιράζονται τα θηλαστικά .

Επιβραδύνοντας τον χρόνο, χωρίς να σταματάμε
Πολλά ζώα – από νηματώδη μέχρι αρκούδες – μπορούν να εισέλθουν σε αδρανείς καταστάσεις που καθυστερούν τον μεταβολισμό. Ωστόσο, τα στοιχεία που αποδεικνύουν ότι τα οφέλη παραμένουν μετά την επανέναρξη της φυσιολογικής ζωής είναι ελάχιστα.

Τα νέα ευρήματα καλύπτουν αυτό το κενό, δείχνοντας ότι τα περιβαλλοντικά ερεθίσματα της πρώιμης ζωής μπορούν να προσφέρουν διαρκή προστασία από τις φθορές του χρόνου.

Αυτή η ανακάλυψη συνάδει με ανθρώπινα επιδημιολογικά δεδομένα που υποδηλώνουν ότι η προγεννητική διατροφή ή το παιδικό στρες μπορούν να επηρεάσουν τον κίνδυνο ασθένειας δεκαετίες αργότερα.

Οι σφήκες-κοσμήματα προσφέρουν πλέον μια εύχρηστη πλατφόρμα για την ανάλυση αυτών των αλυσίδων αιτίας και αποτελέσματος σε μοριακή ανάλυση.

Επιβράδυνση της γήρανσης στον άνθρωπο
Η εργασία δεν υπονοεί ότι οι άνθρωποι κάποια μέρα θα πατήσουν παύση και θα φτάσουν τα 150. Ωστόσο, αναδεικνύει αναπτυξιακά παράθυρα όπου οι περιβαλλοντικές παρεμβάσεις θα μπορούσαν να αποφέρουν οφέλη για όλη τη ζωή.

Επειδή τα επιβραδυνόμενα ρολόγια των σφηκών περιλαμβάνουν ινσουλίνη και θρεπτικές οδούς, η μελέτη ενισχύει τις προσπάθειες για τη ρύθμιση αυτών των ίδιων οδών φαρμακολογικά ή μέσω της διατροφής.

Επιπλέον, οι ακριβείς αλλαγές μεθυλίωσης που εντοπίστηκαν θα μπορούσαν να καθοδηγήσουν την ανακάλυψη βιοδεικτών στα θηλαστικά.

Ο Mallon οραματίζεται μελλοντικά έργα που θα συγκρίνουν τα πρότυπα μεθυλίωσης που προκαλούνται από τη διάπαυση με εκείνα που παράγονται από τον περιορισμό των θερμίδων ή τις φαρμακευτικές αγωγές σε ποντίκια. Εάν προκύψουν κοινές υπογραφές, θα μπορούσαν να σηματοδοτήσουν έναν παγκόσμιο μοχλό για τον έλεγχο της γήρανσης.

«Αυτή η μελέτη ανοίγει νέους δρόμους για έρευνα στο ευρύτερο ερώτημα του κατά πόσον θα μπορούσαμε κάποια μέρα να σχεδιάσουμε παρεμβάσεις για την επιβράδυνση της γήρανσης στις μοριακές της ρίζες», δήλωσε ο Mallon.

Δοκιμή γήρανσης σε σφήκες
Η ερευνητική ομάδα εξέτρεψε τις σφήκες-γονείς είτε υπό κανονικό φως και θερμοκρασία είτε σε ψυχρό-σκοτεινό περιβάλλον. Οι απόγονοι των τελευταίων εισήλθαν σε διάπαυση για τέσσερις έως έξι εβδομάδες.

Οι επιστήμονες παρακολούθησαν την επιβίωση των ενηλίκων και χρησιμοποίησαν αλληλούχιση DNA με την πάροδο του χρόνου για να χαρτογραφήσουν τις αλλαγές μεθυλίωσης μετά την εμφάνιση των ζώων. Στατιστικά μοντέλα στη συνέχεια συνέκριναν τις επιγενετικές ηλικιακές τροχιές μεταξύ των ομάδων.

Μελλοντικά πειράματα θα διερευνήσουν εάν η διάπαυση πρέπει να εμφανίζεται σε ένα συγκεκριμένο στάδιο της προνύμφης για να προσδώσει οφέλη γήρανσης ή εάν η διάπαυση των ενηλίκων (πιθανή σε ορισμένα έντομα ) προσφέρει παρόμοια προστασία.

Μια άλλη μέθοδος είναι η επεξεργασία γονιδίων. Οι ερευνητές αποκλείουν ή υπερεκφράζουν βασικά γονίδια που σχετίζονται με την ινσουλινική οδό για να δουν αν τα μοριακά ρολόγια επιταχύνονται ή επιβραδύνονται ανεξάρτητα από τη διάπαυση.

Τέτοιες δοκιμές θα διευκρινίσουν εάν η ίδια η παύση ή ο κατάντη μεταβολισμός οδηγεί στο μέρισμα της μακροζωίας .

Η μελέτη για τις σφήκες αλλάζει τον τρόπο σκέψης
Από πρακτική άποψη, η σφήκα-κόσμημα διδάσκει ότι η γήρανση είναι πλαστική – τροποποιήσιμη από πρώιμα περιβάλλοντα και ίσως από μεταγενέστερες παρεμβάσεις που μιμούνται αυτές τις συνθήκες.

Η επιβράδυνση ενός επιγενετικού ρολογιού δείχνει ότι οι περιβαλλοντικοί παράγοντες μπορούν να καθυστερήσουν τη γήρανση σε ένα απλό ζώο που σχετίζεται με την ανθρώπινη βιολογία.

Με λίγα λόγια, η παύση της ανάπτυξης σήμερα θα μπορούσε να σημαίνει ένα μεγαλύτερο μέλλον – όχι μόνο για τις σφήκες των κοσμημάτων, αλλά και για το μέλλον της γήρανσης της επιστήμης.

Η μελέτη δημοσιεύεται στο περιοδικό Proceedings of the National Academy of Sciences .