Как кенгуру, зебра и голый землекоп могут помочь нам победить опасные болезни
Животный мир полон эволюционных причуд, которые, как ожидают ученые, помогут им в поиске новых методов профилактики и способов лечения таких серьезных заболеваний, как инфаркт, остеоартроз, сахарный диабет, язва желудка и даже рак.
Можно сказать, что человек – баловень эволюции. Продолжительность его жизни значительно больше, чем у многих других животных, и, благодаря достижениям цивилизации и открытиям в области медицины, она все продолжает увеличиваться. Но люди не намерены прекращать яростную борьбу со старением и возрастными заболеваниями, многие из которых сегодня приобрели неведомые ранее масштабы. Например, во второй половине ХХ века удвоился уровень заболеваемости остеоартрозом, а от кардиоваскулярных патологий в мире кто-нибудь умирает каждые три минуты, что ежегодно составляет сотни тысяч преждевременных смертей.
ДНК человека имеет определенное сходство с ДНК шимпанзе и некоторых других животных, но ученые возлагают большие надежды не на их похожесть, а на имеющиеся в них различия, наделяющие организмы братьев наших меньших такими свойствами и функциями, которых нет у человека. Специалисты считают, что именно эти различия в будущем – путем примененияя таких методов направленного редактирования генома, как, например, CRISPR – позволят найти новые способы борьбы с неизлечимыми на сегодняшний день болезнями.
Шимпанзе и кардиоваскулярный риск
В процессе эволюции генетическая структура человеческой популяции претерпела ряд существенных изменений. В частности, у человека значительно повысился риск образования холестериновых бляшек, закупоривающих артерии и приводящих к развитию атеросклероза, который, в свою очередь, является одним из основных факторов риска возникновения таких сердечно-сосудистых заболеваний, как инфаркт.
В ходе недавних исследований ученые установили, что повышенный, по сравнению с другими животными, к примеру, шимпанзе, риск развития кардиоваскулярных патологий у человека связан с потерей определенного гена. Экспериментальным путем исследователи выяснили, что у генетически измененных лабораторных мышей с такой же мутацией, как и у людей, по сравнению с обычными мышами, риск возникновения инфаркта увеличивается вдвое. В дальнейшем ученые надеются с помощью генной инженерии и генома шимпанзе подкорректировать ДНК человека, чтобы снизить риск развития болезней сердца.
Голые землекопы и онкологические заболевания
Эти, прямо скажем, не самые очаровательные внешне мелкие грызуны представляют огромный интерес для исследователей, так как отличаются некоторыми уникальными для основного количества млекопитающих особенностями.
Они практически не болеют раком, не чувствуют боли при порезах, термических и химических ожогах, не поддерживают постоянную температуру тела, которая меняется в зависимости от температуры окружающей среды. Вдобавок голые землекопы прекрасно себя чувствуют в условиях повышенной концентрации углекислого газа, при практически полном отсутствии кислорода, что смертельно для абсолютного большинства млекопитающих. И при всем этом продолжительность жизни этих удивительных грызунов может достигать 30 лет, что примерно в 20 раз выше, чем у обычных мышей, которые в среднем живут всего 1,5 года.
Ученые очень рассчитывают, что однажды секреты уникальных особенностей голых землекопов будут раскрыты и помогут в разработке новых методов лечения онкологических и возрастных заболеваний, а также мер, способствующих общему продлению человеческой жизни.
Кенгуру и проблемы с суставами
К поражению окружающих суставные поверхности хрящей, которое называется остеоартрит, приводит множество причин, основными из которых являются избыточная масса тела или ожирение, чрезмерные физические нагрузки, нарушения осанки и травмы суставов. Наличие подобных проблем присуще не только человеку: остеоартрит встречается у многих животных, а особенно часто – у обезьян.
Но есть животное, способное передвигаться огромными прыжками со скоростью до 50 км в час, которое практически не рискует обзавестись к старости остеоартритом. Уникальная структура околосуставных хрящей и расположение окружающих суставы связок и мышц – все это позволяет кенгуру спокойно выдерживать и вес немаленького тела, и многократные сгибания-разгибания нижних конечностей, и весьма жесткие приземления.
Изучение этих особенностей опорно-двигательного аппарата кенгуру поможет ученым усовершенствовать материалы, которые используются при производстве искусственных коленных суставов для людей.
Рыбы и сахарный диабет
Сахарный диабет сегодня – глобальная проблема мирового здравоохранения, которая является основной причиной таких серьезных осложнений, как потеря зрения, ампутация нижних конечностей, инфаркт, инсульт и почечная недостаточность. Практически каждый десятый из всего взрослого населения Земли страдает от этого опасного заболевания, и его статистика стремительно увеличивается. Основные надежды в деле решения этой проблемы ученые возлагают на мексиканских слепых пещерных рыб (Astyanax mexicanus).
Уникальная особенность этих маленьких рыбок состоит в том, что у них полностью отсутствует механизм регулировки уровня глюкозы в крови. То есть они, в отличие от людей с сахарным диабетом, абсолютно никак не страдают от колебаний уровня сахара в крови, и у них не бывает ни симптомов гипер- или гипогликемии, ни их опасных осложнений.
Ученые рассчитывают, что более подробное изучение этих пресноводных рыб приведет их к созданию универсального лекарства от этой болезни.
Зебры и язвенная болезнь желудка
То, что повышенные нагрузки современного образа жизни негативно сказываются на психическом здоровье людей, похоже, известно всем. Но зачастую мы забываем о том, что это также может оказывать существенное влияние на физическое здоровье человека. В частности, испытываемый им в течение длительного времени хронический стресс может привести к развитию гастрита и даже стать причиной язвенной болезни желудка.
А вот у таких животных, как зебры, язвы желудка не бывает. Разве они не испытывают стресс в поисках пропитания или спасаясь бегством от хищников? Конечно, испытывают. Но у них практически не бывает длительных стрессовых периодов, и хронический стресс не развивается, так как животное либо находит пищу и убегает от льва, либо погибает.
У современного же человека при стрессе все реже появляется необходимость куда-то бежать, и все чаще свои проблемы он решает в голове, не обращая внимания на то, что тело уже подготовилось к борьбе или бегству, то есть выработало необходимые гормоны и запустило соответствующие механизмы. И вся эта армия активных невостребованных химических веществ отправилась в путешествие ко всем его важным органам – мозгу, сердцу, желудку, представляя собой нешуточную угрозу их здоровью.
Исследователи продолжают поиск эффективных стратегий генной терапии для защиты чувствительных нейронов человеческого мозга от хронического стресса и, соответственно, заболеваний, развитию которых он способствует.
Животные уже бесчисленное множество раз служили науке и помогали людям понять многие физиологические процессы и найти способ справиться с тяжелыми болезнями. Вполне вероятно, что и эти пять вышеперечисленных представителей животного мира смогут помочь ученым приблизиться к разгадке некоторых медицинских тайн.
Мнение специалиста