Nakna mullvadsgnagare och medicinens framtid: en intervju med Dr. Chris Faulkes

Nakna mullvadsgnagare är underjordiskt levande gnagare med ursprung i Östafrika. De åldras knappt, får nästan aldrig cancer och kan överleva utan syre under längre perioder. Om forskare lyckas förstå hemligheterna i deras biologi kan det leda till nya läkemedel mot cancer, hjärtinfarkt, Alzheimers sjukdom och till och med beroende.

Professor Chris Faulkes vid Queen Mary University of London, en av världens ledande experter på dessa ovanliga djur, berättade för Altezza Travel hur de afrikanska gnagarnas särskilda egenskaper en dag kan förändra medicinen och människors hälsa.

De blir sällan sjuka och visar få tecken på åldrande

Hur länge har du studerat nakna mullvadsgnagare?

Jag har arbetat med dem sedan 1986. År 1987, när jag gjorde min doktorandutbildning, reste jag till Kenya. Det var där jag genomförde mitt första fältarbete. Sedan dess har jag varit i Afrika många gånger.

Samtidigt har vi, först vid Zoological Society of London och sedan vid Queen Mary i London där jag arbetar i dag, hållit en förökande population av nakna mullvadsgnagare i laboratoriet under alla dessa år. Det har gjort det möjligt för mig att fortsätta studera dem samtidigt som jag arbetat med andra projekt, många av dem om andra afrikanska mullvadsgnagararter tillsammans med min mångårige samarbetspartner, professor Nigel Bennett vid University of Pretoria.

Vad väckte ditt intresse för de här djuren?

I början fascinerades jag av hur deras samhälle är organiserat. Nakna mullvadsgnagare lever nästan som bin eller myror: i en koloni med upp till 300 djur finns en drottning och 1 till 3 hanar som parar sig med henne. Hon hämmar fortplantningen hos alla andra, vilket gör att de flesta arbetar och hjälper till i kolonin under hela sina liv.

Och hur länge lever de?

Jag är inte säker på om just den mullvadsgnagaren fortfarande lever, men senast jag talade med min kollega Rochelle Buffenstein**Rochelle Buffenstein är en amerikansk biolog känd för sin forskning om åldrande hos levande organismer. hade hon en naken mullvadsgnagare som var 37 år gammal. För ett djur i storlek med en mus är det anmärkningsvärt. Möss lever sällan längre än 2 eller 3 år.

Och det handlar inte bara om hur länge ett enskilt djur kan leva. Nakna mullvadsgnagare blir i regel nästan aldrig sjuka och visar i princip inga tecken på åldrande. Forskare över hela världen studerar gnagarnas beteende, genetik, fortplantning och åldrandeprocesser för att förstå hur de kan leva så länge och samtidigt förbli så friska.

Med andra ord skiljer sig deras biologiska ålder mycket från deras kronologiska ålder?

Precis.

En relativt ny idé inom åldrandeforskningen är den epigenetiska klockan. När levande organismer blir äldre uppstår små kemiska markörer på deras DNA. Med tiden samlas allt fler sådana markörer, de sprids över genomet och påverkar hur gener fungerar. Det verkar vara en del av den naturliga åldrandeprocessen. Genom att analysera markörerna går det att uppskatta åldern hos ett djur eller en människa.

Vi studerar nu den här mekanismen hos nakna mullvadsgnagare. Är ansamlingen av kemiska markörer bara en biprodukt av åldrande, eller bidrar den faktiskt till att driva processen? Om forskare kan besvara den frågan kan vi få bättre insikt i om det är möjligt att bromsa åldrandet.

Du menar människans åldrande?

Ja. I framtiden kan kunskap från nakna mullvadsgnagare hjälpa oss att stödja människors hälsa och förlänga den aktiva, friska delen av livet.

Man skulle till och med kunna säga att fler friska levnadsår är ett betydligt mer eftersträvansvärt mål än att enbart öka livslängden.

Nakna mullvadsgnagare visar motståndskraft mot hjärtinfarkt, stroke, cancer och demens

Låt oss titta närmare på deras särskilda egenskaper. Stämmer det att nakna mullvadsgnagare kan överleva utan syre längre än något annat däggdjur?

Havsdäggdjur kan dyka och hålla andan i upp till 90 minuter. De har däremot specialiserade fysiologiska anpassningar som gör att de kan lagra syre i vävnaderna, så de är inte verkligt syreberövade under hela den perioden.

En naken mullvadsgnagare kan däremot överleva 18 minuter vid total syrebrist. Det är anmärkningsvärt.

En gång sövde vi ett djur för att ta bort en liten böld. Det tog mycket lång tid innan det somnade, och under ingreppet slutade det andas. Veterinären sade: ”Vi har förlorat honom.” Jag svarade: ”Oroa dig inte, han vaknar.” Ungefär 10 minuter senare kom mullvadsgnagaren tillbaka till liv, reste sig och sprang i väg som om inget hade hänt. Veterinären blev häpen – han hade aldrig sett något liknande.

Kan du förklara hur processen fungerar?

När syret är knappt drabbas hjärtat och hjärnan först, vilket vi känner till från stroke och hjärtinfarkt. Hos nakna mullvadsgnagare växlar däremot hjärncellerna till ett annat ”bränslelζge”: från glukos till fruktos. Det gör att de kan upprätthålla livsviktiga funktioner även under extrema förhållanden. Mekanismen är en anpassning till deras ovanliga livsmiljö. I det vilda lever nakna mullvadsgnagare i djupa, smala tunnlar och kammare under jord, där över 100 djur kan samlas och syrenivåerna är mycket låga.

Vår forskning har också visat att hjärtats ämnesomsättning fungerar på ett helt annat sätt hos nakna mullvadsgnagare. Deras hjärtan innehåller dessutom stora mängder glykogen – en form av animalisk stärkelse som snabbt bryts ned för att bilda energi. Hos de flesta däggdjur lagras glykogen i levern, men mullvadsgnagare har stora mängder i hjärtat. Det är påfallande.

Ett mänskligt foster utvecklas i fostervatten under graviditeten men kan ändå få syre. Finns det några paralleller?

Ett mänskligt foster har faktiskt glykogenreserver i hjärtat, men de försvinner direkt efter födseln när barnet börjar andas. Hos nakna mullvadsgnagare finns reserverna däremot kvar. När syret blir knappt kan deras kroppar därför växla till ett alternativt ämnesomsättningsläge och använda glykogenet för att producera energi. Åtminstone är det vår nuvarande hypotes.

Vi hoppas att förståelsen av dessa mekanismer på sikt kan bidra till nya behandlingar mot hjärtsjukdom.

Det är också känt att nakna mullvadsgnagare nästan aldrig får cancer. Varför är det så?

Det verkar finnas flera orsaker, många av dem kopplade till livet under jord. Ett av de bäst studerade exemplen är deras ovanliga form av hyaluronsyra (hyaluronan). Ämnet finns också hos andra däggdjur, däribland människan – det binder vatten, håller huden återfuktad, skyddar leder och hjälper sår att läka.

Hos nakna mullvadsgnagare har forskare identifierat en mutation i den gen som kodar för hyaluronan. Den specialiserade versionen av molekylen verkar ursprungligen ha utvecklats som en anpassning till deras underjordiska livsstil: den tros göra huden ovanligt elastisk, vilket hjälper dem att röra sig genom smala, ojämna tunnlar.

Senare fann forskare att den förändrade strukturen också förhindrar tumörbildning. Och det är inte deras enda försvar. Nakna mullvadsgnagare reparerar skadat DNA mer effektivt och stoppar delningen av farliga celler snabbare.

Kan den här kunskapen användas inom medicinen?

Ja. När forskare förde in mullvadsgnagarens version av den här genen i möss började de modifierade djuren producera samma form av hyaluronan. Resultatet blev att de levde längre, höll sig friskare och visade ökad motståndskraft mot cancer.

De här upptäckterna kommer med stor sannolikhet att hjälpa oss att bättre förstå naturliga mekanismer för motståndskraft mot cancer och, möjligen i framtiden, använda dem inom humanmedicinen, vilket tidiga studier med transgena möss redan antyder. Tanken på att föra in gener från nakna mullvadsgnagare i människor är förstås kontroversiell.

Nakna mullvadsgnagare verkar inte heller utveckla Alzheimers sjukdom. Varför?

Trots sin ålder förblir deras hjärnor friska, även om de ansamlar samma proteiner som vanligtvis utlöser Alzheimers sjukdom. Det handlar om beta-amyloid och tau, de ämnen som hos människor bildar skadliga avlagringar. Med tiden ansamlas avlagringarna, stör nervcellernas funktion och förstör hjärnceller.

Hos nakna mullvadsgnagare uppstår liknande avlagringar med åldern, men de orsakar ingen skada. Djuren verkar vara naturligt motståndskraftiga.

Nakna mullvadsgnagare är därför en naturlig modell för motståndskraft mot den här sjukdomen. Att förstå hur det fungerar är av mycket stort intresse för utvecklingen av möjliga Alzheimerbehandlingar hos människor.

Dessutom verkar nakna mullvadsgnagare knappt känna smärta. Kan studier av dem hjälpa oss att skapa mer effektiva smärtstillande läkemedel?

De är påfallande okänsliga för vissa typer av smärta, särskilt smärta som orsakas av kemisk irritation eller sura miljöer. Det kan till exempel handla om den brännande känslan på slemhinnor från chili, eller effekten av sura vätskor på hud eller ett öppet sår.

Även här beror det på genförändringar kopplade till deras liv under jord. Och ja, de här resultaten används nu för att utveckla möjliga icke-opioida smärtstillande läkemedel som inte orsakar beroende. 

Upptäckten av nya mullvadsgnagararter i Tanzania

Som jag förstår det har du också hjälpt till att identifiera flera tidigare okända mullvadsgnagararter i Tanzania. Varför är de upptäckterna viktiga?

Att upptäcka nya däggdjursarter har stor betydelse även utanför Tanzania, eftersom nya däggdjur inte hittas särskilt ofta.

Historien går tillbaka till början av 1990-talet och involverar min kollega professor Nigel Bennett från University of Pretoria. Han och jag deltog i en konferens i Tanzania när vi träffade vår tanzaniske kollega, professor Georgies Mgode. Tillsammans bestämde vi oss för att starta ett projekt för att studera mullvadsgnagarna som lever i Tanzania, eftersom man vid den tiden visste mycket lite om dem.

Proverna som Georgies samlade in på berget Hanang och runt staden Ujiji visade sig vara genetiskt annorlunda än allt vi tidigare hade sett. Vi misstänkte att det kunde röra sig om tidigare okända arter och behövde därför återvända för att samla in ytterligare data.

Till slut beskrev och namngav vi formellt 2 nya arter: Fukomys hanangensis, som lever på och omkring berget Hanang, och Fukomys livingstoni från Ujiji.

Så du reste till Tanzania specifikt för att leta efter de här arterna?

Den sista fältexpeditionen jag gjorde med Georgies, 2019, var särskilt framgångsrik. Vi lyckades inventera och fånga djur på berget Hanang på cirka 1 957 m över havet. Under den resan upptäckte vi också flera nya populationer, bland annat i naturreservatet Nou Forest, inte långt från berget Hanang.

Tyvärr gick Georgies bort kort därefter efter en kort tids sjukdom, och vi fick aldrig möjlighet att komma vidare på riktigt med studierna av de här arterna.

Betyder det att ingen nu aktivt söker efter okända mullvadsgnagare i Tanzania? Behöver de nyupptäckta arterna skydd?

Vi vet fortfarande mycket lite om mullvadsgnagarna från Ujiji. Mer fältarbete behövs.

Hanang-mullvadsgnagaren är däremot endemisk: det här är den enda platsen på planeten där den finns. Det har gjort det möjligt för oss att börja förbereda en ansökan om status som nyckelområde för biologisk mångfald för de skyddade områdena i Hanang och Nou Forest.

Statusen beviljas av vetenskapliga expertgrupper under internationella naturvårdsorganisationers paraply. När ett område förs in i registret blir det prioriterat för skydd och finansiering. Det kommer bland annat att bidra till att skydda skogarna i Hanang och Nou Forest.

Vill du veta mer om resor i Tanzania?

Kontakta vårt team. Vi har rest i Tanzanias viktigaste resmål, och våra reserådgivare baserade vid Kilimanjaro delar gärna med sig av råd och hjälper dig att planera resan.

Läs fler artiklar