Biologia extremă a pitonilor poate oferi indicii pentru tratarea bolilor umane

Când Skip Maas a adoptat-o pe Agrapina, un piton regal cu pete, șarpele nu mâncase de 14 luni. Cu toate acestea, observa el, era încă un arc tensionat de mușchi. Când i-a oferit un șobolan, a lovit rapid, l-a constrâns și apoi s-a înfruptat din pradă. Apoi, corpul ei a realizat o altă performanță pentru care pitonii sunt cunoscuți: și-a accelerat metabolismul dramatic pentru a face față afluxului brusc de proteine și grăsimi, explică Maas, „pentru a ajuta la descompunerea mesei și la extragerea tuturor nutrienților”. Majoritatea oamenilor preferă să stea departe de pitoni – și pe bună dreptate. O lovitură rapidă urmată de constricție necruțătoare poate fi letală. Dar Maas, biolog molecular la Universitatea din Colorado Boulder, și colegii săi susțin că acești șerpi ar putea deține secrete care să ajute oamenii să trăiască mai mult și mai bine. Pe lângă capacitatea de a posti săptămâni sau luni și de a-și menține tonusul muscular, ei pot să-și mărească și să-și micșoreze inima și alte organe în timpul perioadelor de abundență și foamete, aparent fără probleme.„Are mult sens că pitonii, deoarece trăiesc în medii atât de extreme, ar avea secrete care s-ar aplica oamenilor”, spune Leslie Leinwand, genetician care, acum două decenii, a venit prima dată cu această idee de a traduce biologia unică a pitonilor în tratamente medicale. Ea este în prezent ofițerul științific executiv al Institutului BioFrontiers de la CU Boulder. Laboratorul ei derulează un proiect de cercetare continuă care studiază reptilele, publicând regulat descoperiri pe care speră să ducă la progrese medicale. Pitonii „sunt atât de adaptați stilului lor de viață”, spune Maas, care și-a finalizat recent doctoratul în laboratorul lui Leinwand. „Cred că este o cale foarte bună de a privi ceva ce evoluția a rezolvat deja, pentru a ne inspira.”Una dintre caracteristicile deosebit de extreme ale pitonului este metabolismul – rata la care poate transforma hrana în energie utilizabilă. „Pitonii își accelerează metabolismul de 10 până la 40 de ori după o masă, în funcție de dimensiunea acesteia”, spune Tommy Martin, profesor asistent la Centrul Medical al Universității din Nebraska și fost cercetător în laboratorul lui Leinwand. Este „echivalentul unui cal de curse Kentucky Derby în repaus, comparativ cu momentul în care galopează pe pistă”, spune Jack Gugel, biolog molecular la CU Boulder și fost student al lui Leinwand. Dar pitonii, notează el, pot menține „această stare metabolică ridicată zile întregi în timp ce digeră masa”. Pentru a face față unui metabolism atât de ridicat, corpul pitonului suferă o renovare dramatică. „Organele lor cresc efectiv”, spune Gugel. Aceasta include inima șarpelui – pentru a putea pompa mai mult sânge și oxigen pentru a digera masa.Inimile umane pot crește și ele în dimensiune, dar pe parcursul anilor. Când această creștere se datorează hipertensiunii arteriale sau unui infarct, inima rămâne mărită și se rigidizează – cu consecințe potențial fatale. „Unii oameni, indiferent ce fac, chiar dacă au o dietă perfectă și fac exerciții în fiecare zi, tot vor avea boli de inimă”, adaugă Gugel. La pitoni, însă, la aproximativ o lună după ce au consumat o masă, inima revine la dimensiunea anterioară. „Și eram foarte interesați să descoperim – ok, care sunt semnalele care spun inimii să crească? Și apoi, care sunt semnalele care spun inimii să revină la o dimensiune normală?” Răspunsul la astfel de întrebări ar putea oferi perspective despre cum să oprim sau chiar să inversăm creșterea problematică a inimii la oameni.Yuxiao Tan, biolog molecular la CU Boulder, supervizat de Leinwand, a dezvăluit o altă perspectivă importantă într-un studiu care urmează să fie publicat. „Inima lor nu poate doar să devină mai mare”, spune el, „ci și celulele musculare cardiace cresc în număr după ce mănâncă”. Este diferit la oameni. „Când oamenii suferă un infarct”, explică Tan, „ajung să aibă o cicatrice pe inimă, deoarece celulele musculare cardiace nu se pot multiplica și repara cicatricea”. Cercetarea din laboratorul lui Leinwand este încă în desfășurare, dar este posibil ca pitonii să poarte indicii despre cum am putea remodela inimile umane pentru a îmbunătăți sănătatea cardiacă în diferite etape ale vieții.O altă linie de investigație pe care o urmăresc acești cercetători este legată de capacitatea aparentă a pitonilor de a rezista atrofiei musculare. Să o luăm pe Agrapina, pitonul de companie al lui Maas. Chiar și după luni de zile fără să mănânce și abia mișcându-se, când a zărit șobolanul pe care i l-a oferit, „era suficient de puternică pentru a-l constrânge complet. Era pe deplin capabilă”. Acest lucru sugerează că pitonii au mecanisme moleculare care previn pierderea masei musculare în perioadele de inactivitate prelungită. Dacă am putea înțelege aceste mecanisme, am putea dezvolta tratamente pentru pacienții umani imobilizați la pat sau pentru cei care suferă de boli degenerative musculare.Cercetătorii subliniază că nu este vorba de a transplanta gene de șarpe la oameni, ci de a înțelege căile biochimice și semnalele celulare care permit aceste adaptări extreme. „Evoluția a rezolvat deja aceste probleme”, spune Maas. „Noi încercăm să învățăm de la ea.” De exemplu, echipa a identificat acizi grași specifici din sângele pitonilor care cresc dramatic după masă și care ar putea declanșa creșterea inimii. Acești acizi grași, administrați la șoareci, au determinat și la ei o creștere a dimensiunii inimii, dar fără efectele negative observate în cazul hipertrofiei patologice umane.În plus, pitonii par să aibă o toleranță remarcabilă la niveluri ridicate de grăsimi și proteine din sânge, care la oameni ar duce la boli metabolice. „Ei mănâncă mese uriașe, cu un conținut foarte ridicat de grăsimi, și nu dezvoltă ateroscleroză sau diabet”, spune Leinwand. „Dacă am putea înțelege cum fac asta, am putea găsi noi ținte terapeutice pentru bolile metabolice umane.”Desigur, cercetarea este încă în stadii incipiente, iar drumul de la laborator la tratamente clinice este lung. Dar potențialul este imens. „Pitonii sunt niște mașini biologice perfect adaptate”, conchide Maas. „Studiindu-i, nu doar că învățăm despre ei, ci și despre noi înșine.”### De ce este important:Această cercetare deschide o fereastră fascinantă către posibilitatea de a trata boli umane grave, precum insuficiența cardiacă, atrofia musculară sau tulburările metabolice, inspirându-ne din soluțiile pe care evoluția le-a perfecționat de-a lungul a milioane de ani. În loc să inventăm de la zero, putem învăța de la creaturi care au rezolvat deja probleme similare – iar pitonii, cu biologia lor extremă, sunt candidați ideali pentru a ne oferi cheia unor terapii revoluționare.