Життя та смерть традиційно вважаються протилежностями. Однак, виникнення нових багатоклітинних форм життя з клітин померлого організму вводить “третій стан”, що виходить за рамки традиційного розуміння життя та смерті.
Зазвичай смерть розглядається науковцями як незворотне припинення функціонування організму. Проте, практики донорства органів демонструють, що органи, тканини та клітини можуть продовжувати життя після смерті організму.
Це породжує запитання про механізми, які дозволяють деяким клітинам функціонувати після смерті організму.
Нещодавно опублікований огляд пояснює, що певні клітини, за умови наявності поживних речовин, кисню, біоелектрики чи біохімічних сигналів, можуть трансформуватися в багатоклітинні організми з новими функціями після смерті.
Життя, смерть і поява чогось нового
Третій стан ставить під сумнів те, як вчені зазвичай розуміють поведінку клітин.
Пухлини, органоїди та клітинні лінії, які можуть нескінченно ділитися в чашці Петрі, як клітини HeLa , не вважаються частиною третього стану, оскільки вони не розвивають нових функцій.
Проте дослідники виявили, що клітини шкіри, вилучені з померлих ембріонів жаби, змогли адаптуватися до нових умов чашки Петрі в лабораторії, спонтанно реорганізуючись у багатоклітинні організми, які називаються ксеноботами .
Ці організми демонстрували поведінку, що виходить далеко за рамки їх початкових біологічних ролей. Зокрема, ці ксеноботи використовують свої вії – маленькі, схожі на волосся структури – для навігації та пересування, тоді як у живих ембріонів жаби вії зазвичай використовуються для переміщення слизу.
Ксеноботи можуть рухатися, лікувати та взаємодіяти з навколишнім середовищем самостійно.
Ксеноботи також здатні виконувати кінематичне самовідтворення, тобто вони можуть фізично відтворювати свою структуру та функції без зростання. Це відрізняється від більш поширених процесів реплікації, які передбачають зростання всередині або на тілі організму.
Читайте також: Частина тіла людини продовжує жити через роки після смерті
Дослідники також виявили, що поодинокі клітини легенів людини можуть самостійно збиратися в мініатюрні багатоклітинні організми, які можуть пересуватися. Ці антроботи поводяться як структуровані по-новому. Вони не тільки здатні орієнтуватися в навколишньому середовищі, але й відновлюють як себе, так і пошкоджені нейронні клітини, розташовані поблизу.
У сукупності ці відкриття демонструють притаманну пластичність клітинних систем і кидають виклик ідеї про те, що клітини й організми можуть розвиватися лише заздалегідь визначеними шляхами.
Третій стан передбачає, що смерть організму може відігравати значну роль у тому, як життя змінюється з часом.
Посмертні умови
Кілька факторів впливають на те, чи можуть певні клітини та тканини вижити та функціонувати після смерті організму. До них належать умови навколишнього середовища, метаболічна активність і методи збереження.
Різні типи клітин мають різний час виживання. Наприклад, у людини лейкоцити гинуть між 60 і 86 годинами після смерті організму. У мишей клітини скелетних м’язів можуть відростати через 14 днів посмертно, тоді як клітини фібробластів овець і кіз можна культивувати приблизно через місяць після смерті.
Метаболічна активність відіграє важливу роль у тому, чи можуть клітини продовжувати виживати та функціонувати. Активні клітини, яким потрібна безперервна і значна кількість енергії для підтримки їх функціонування, важче культивувати, ніж клітини з меншими потребами в енергії.
Такі методи збереження, як кріоконсервація, можуть дозволити зразкам тканин, таким як кістковий мозок, функціонувати так само, як і джерелам живих донорів.
Роль третього стану для біології та медицини
Третій стан не лише пропонує новий погляд на адаптивність клітин, а й відкриває шляхи для нових лікувальних методів.
Антроботи, створені з живих тканин людини, можуть доставляти ліки без викликання небажаної імунної реакції. Ці конструйовані антроботи, коли їх вводять у тіло, можуть потенційно розчиняти артеріальні бляшки у хворих на атеросклероз та усувати надлишок слизу у пацієнтів з кістозним фіброзом.
Ці багатоклітинні організми мають обмежений термін життя, природно розкладаючись протягом чотирьох – шести тижнів, що запобігає росту потенційно інвазивних клітин.
Глибше розуміння процесів, за якими клітини продовжують функціонувати та перетворюються на багатоклітинні структури після смерті організму, відкриває обіцяючі перспективи для розвитку персоналізованої та профілактичної медицини.
Статтю передруковано зі скороченнями з The Conversation