Mala tirkizna riba kilifish (Nothobranchius furzeri) koja živi u lokvama i jezerima širom Zimbabvea i Mozambika je u poslednje vreme privukla veliku pažnji i maštu istraživača. Zašto?
Ova riba živi svega tri do devet meseci, što je čini kičmenjakom sa najkraćim životnim vekom i idealan je modelom za razna naučna istraživanja, jer brzo prolaze sve značajne promene u izgledu, ponašanju i mnogim biološkim procesima, a kao kičmenjak ima mnoge sličnosti sa čovekom.
Ova riba već nakon dva-tri meseca počinje da gubi pigmente, motorički i mentalno se usporava, može da oboli od raka, i sl. – bori se sa sličnim znacima starenja kao i čovek. 
Uticaj crevne flore na proces starenja i životni vek
Istraživači sa Instituta Maks Plank za biologiju starenja u Kelnu, predvođeni Darijem Rikardom Valencanom, ispitivali su uticaj crevne flore na starenje i životni vek riba. Za svoju studiju, naučnici su antibiotikom ubili crevne bakterije ribe stare nešto više od devet nedelja, a zatim su te „sredovečne“ ribe izložili ostacima mlađih riba. Kada ribe “okuse” plutajuće čestice, one neizbežno progutaju i njihove crevne bakterije koje plutaju u vodi. Na taj način se bakterije iz mladih riba uspešno transplantiraju u creva starijih i tamo koloniziraju u značajnom broju prvenstveno: Exiguobacterium, Planococcus, Propionigenium, Psychrobacte i dr.
Očekivani životni vek starijih riba se produžava ako se njihova creva koloniziraju mikroorganizmima mlađih riba.
Starije ribe sa mladom crevnom florom ne samo da žive oko 40 % duže od riba koje su bile izložene samo sopstvenoj crevnoj flori ili flori životinja istog uzrasta. Čak i u starosti od 16 nedelja još uvek su okretne i izgledom podsećaju na mlade ribe!
Nasuprot tome, čini se da mikrobi iz creva starijih riba nemaju uticaja na životni vek mlađih životinja.
Još uvek nije jasno kako tačno mikrobi utiču na životni vek. „Moguće je da je imunološki sistem koji stari manje sposoban da zaštiti mikroorganizme u crevima, tako da patogeni vremenom preovlađuju. Crevna flora iz mladog organizma mogla bi to da spreči tako što podržava imuni sistem i blokira upalne procese. To bi dovelo do dužeg životnog veka i boljeg zdravlja“, kaže Valencano.
Imuni sistem i starenje
„Želeli smo da znamo kakav je repertoar antitela kako starimo“, objašnjava Dario Rikardo Valencano, koji je vodio ovu novu studiju, publikovanu 2022. godine. „Teško je proučavati ljudski imuni sistem tokom celog života jer ljudi žive veoma dugo. Pored toga, kod ljudi možete ispitati samo antitela u perifernoj krvi, jer je problematično uzeti uzorke iz drugih tkiva. Iz tog razloga smo koristili takodje malu tirkiznu ribicu – killifish.
Istraživači su uspeli da sa velikom preciznošću okarakterišu brojna antitela. Imuni sistem mora stalno da reaguje na nove napade patogena. Otkrili su da starije ribe imaju manju raznolikost antitela u svojim telima. Istraživanje za ovu studiju sprovedeno je na Institutu Maks Plank za biologiju starenja i finansirano od strane CECAD Klastera izvrsnosti za istraživanje starenja i Centra za kolaborativno istraživanje 1310 Univerziteta u Kelnu.
Kancer i druge bolesti
Isti autor je 2020. godine objavio studiju koja otkriva zašto killifish akumulira štetne materije koje u čitavom genomu dovode do manjih ili većih mutacija, koje uzrokuju razne bolesti povezane sa starenjem kao što su rak ili neurodegenerativne bolesti, i promenama na tkzv. mTOR putu (mTOR pathway). mTOR je centralni regulator metabolizma i fiziologije sa važnom ulogom u funkciji tkiva jetre, mozga, masnog tkiva. Igra glavnu ulogu u procesima povezanim sa bolestima kao što su rak, artritis, dijabetes, gojaznost, depresija i određeni kanceri. Često se aktivira u tumorima i igra važnu ulogu u metabolizmu tumora.
Ovo može pomoći naučnicima da bolje razumeju kako se životni vek razvija među populacijama i može dovesti do novih uvida o starenju ljudi.
Intermittent fasting – povremeni post
Poznato je da smanjen unos hrane, bilo kroz smanjenje unosa kalorija ili kroz razne varijante posta, pozitivno utiče na zdravlje. Da bi pronašli najprikladnije vreme za post, istraživači su uveli intervencije posta u različitim godinama, otkrivši da ove intervencije u starijem dobu ne daju iste koristi kao kod mlađih životinja.
Institut Maks Plank za biologiju starenja je sada istražio i efekte posta u vezi sa starenjem. U istraživanjima je ponovo bila killifish. Istraživači su eksperiment sprovodili na mladim i starijim ribama, ostavljajući ih nekoliko dana bez hrane ili su ih hranili jedan-dva puta dnevno. Otkrili su da visceralno masno tkivo starih riba manje reaguje na ovaj tip hranjenja.
„Poznato je da masno tkivo najsnažnije reaguje na ove i slične varijacije u unosu hrane i zato smo ga pažljivije pogledali“, objašnjava Roberto Ripa, vodeći autor studije. Pronašli su da se masno tkivo stare ribe razlikuje od onog kod mladih. Postoji jedan specifičan protein koji se zove AMP kinaza i ova kinaza je senzor ćelijske energije i sastoji se od različitih aktivnih komponenata, koje sa godinama opadaju. Kada su naučnici genetskom modifikacijom uspeli da povećaju aktivnost pojedinih komponenata AMP kinaze, desilo da su stare ribe postajale zdravije i čak su duže živele. Studija je publikovana novembra 2023. godine.
Izvori:
Patrick Smith, David Willemsen, Miriam Popkes, Franziska Metge, Edson Gandiwa, Martin Reichard, and Dario Riccardo Valenzano, Regulation of life span by the gut microbiota in the short-lived African Turquoise Killifisch, bioRxiv Preprint; 27 March, 2017, doi: 10.7554/eLife.27014, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28826469/
William J Bradshaw, Michael Poeschla, Aleksandra Placzek, Samuel Kean, Dario Riccardo Valenzano, Extensive age-dependent loss of antibody diversity in naturally short-lived turquoise killifish. eLife, February 7th, 2022. https://elifesciences.org/articles/65117
David Willemsen, Rongfeng Cui, Martin Reichard, Dario Riccardo Valenzano, Intra-species differences in population size shape life history and genome evolution, Published 1 Sept, 2020. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32869739/
Ripa, R., Ballhysa, E., Steiner, J.D. et al. Refeeding-associated AMPKγ1 complex activity is a hallmark of health and longevity. Nat Aging 3, 1544–1560 (2023Max Planck Institute for Biology of Ageing in Cologne Published13 November 2023, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37957359/