Istoria creării teoriei lui Hayflick
Leonard Hayflick (născut la 20 mai 1928 în Philadelphia), profesor de anatomie la Universitatea din California din San Francisco, și-a dezvoltat teoria în timp ce lucra la Institutul Wistar din Philadelphia, Pennsylvania, în 1965. Frank MacFarlane Burnet a numit această teorie după Hayflick în cartea sa intitulată Internal Mutagenesis, publicată în 1974. Conceptul de limită Hayflick a ajutat oamenii de știință să studieze efectele îmbătrânirii celulare în corpul uman, dezvoltarea celulelor de la stadiul embrionar până la moarte, inclusiv efectul scurtării lungimii capetelor cromozomilor numite telomerii.
În 1961, Hayflick a început să lucreze la Institutul Wistar, unde a observat prin observație că celulele umane nu se divid la infinit. Hayflick și Paul Moorehead au descris acest fenomen într-o monografie intitulată Cultivarea în serie a tulpinilor de celule diploide umane. Munca lui Hayflick la Institutul Wistar a fost menită să ofere o soluție nutritivă pentru oamenii de știință care au efectuat experimente la institut, dar, în același timp, Hayflick a fost angajat în propriile sale cercetări asupra efectelor virusurilor în celule. În 1965, Hayflick a elaborat conceptul de limită Hayflick într-o monografie intitulată „Durata de viață limitată a tulpinilor de celule diploide umane în mediul artificial”.
Hayflick a ajuns la concluzia că celula este capabilă să finalizeze mitoza, adică procesul de reproducere prin diviziune, doar de patruzeci până la șaizeci de ori, după care are loc moartea. Această concluzie se aplică tuturor varietăților de celule, fie ele adulte sau germinale. Hayflick a prezentat o ipoteză conform căreia capacitatea de replicare minimă a unei celule este asociată cu îmbătrânirea acesteia și, în consecință, cu procesul de îmbătrânire a corpului uman.
În 1974, Hayflick a co-fondat Institutul Național pentru Îmbătrânire din Bethesda, Maryland.
Această instituție este o filială a Institutului Național de Sănătate din SUA. În 1982, Hayflick a devenit și vicepreședinte al Societății Americane de Gerontologie, fondată în 1945 la New York. Ulterior, Hayflick a lucrat pentru a-și populariza teoria și a respinge teoria nemuririi celulare a lui Carrel.
Infirmarea teoriei lui Carrel
Alexis Carrel, un chirurg francez care a lucrat cu țesutul inimii de pui la începutul secolului al XX-lea, credea că celulele se pot reproduce la infinit prin divizare. Carrel a susținut că a reușit să realizeze divizarea celulelor inimii de pui într-un mediu nutritiv - acest proces a continuat timp de mai bine de douăzeci de ani. Experimentele sale cu țesutul inimii de pui au întărit teoria diviziunii celulare fără sfârșit. Oamenii de știință au încercat în mod repetat să repete munca lui Carrel, dar experimentele lor nu au confirmat „descoperirea” lui Carrel.
Critica teoriei lui Hayflick
În anii 1990, unii oameni de știință, precum Harry Rubin de la Universitatea din California din Berkeley, au afirmat că limita Hayflick se aplică numai celulelor deteriorate. Rubin a sugerat că deteriorarea celulelor ar putea fi cauzată de faptul că celulele se află într-un mediu diferit de mediul lor inițial din organism sau de oamenii de știință care expun celulele în laborator.
Cercetări suplimentare asupra fenomenului de îmbătrânire
În ciuda criticilor, alți oameni de știință au folosit teoria lui Hayflick ca bază pentru cercetări ulterioare asupra fenomenului de îmbătrânire celulară, în special a telomerilor, care sunt secțiunile terminale ale cromozomilor. Telomerii protejează cromozomii și reduc mutațiile în ADN. În 1973, omul de știință rus A. Olovnikov a aplicat teoria morții celulare a lui Hayflick în studiile sale asupra capetelor cromozomilor care nu se reproduc în timpul mitozei. Potrivit lui Olovnikov, procesul de diviziune celulară se termină de îndată ce celula nu mai poate reproduce capetele cromozomilor săi.
Un an mai târziu, în 1974, Burnet a numit teoria Hayflick limita Hayflick, folosind acest nume în lucrarea sa, Internal Mutagenesis. În centrul lucrării lui Burnet s-a aflat presupunerea că îmbătrânirea este un factor intrinsec inerent celulelor diferitelor forme de viață și că activitatea lor vitală corespunde unei teorii cunoscute sub numele de limita Hayflick, care stabilește momentul morții unui organism.
Elizabeth Blackburn de la Universitatea din San Francisco și colegul ei Jack Szostak de la Harvard Medical School din Boston, Massachusetts, s-au orientat către teoria limitei Hayflick în studiile lor asupra structurii telomerilor în 1982, când au reușit să cloneze și să izoleze telomerii.
În 1989, Greider și Blackburn au făcut următorul pas în studierea fenomenului de îmbătrânire celulară prin descoperirea unei enzime numită telomerază (o enzimă din grupul transferazelor care controlează dimensiunea, numărul și compoziția nucleotidică a telomerilor cromozomi). Greider și Blackburn au descoperit că prezența telomerazei ajută celulele corpului să evite moartea programată.
În 2009, Blackburn, D. Szostak și K. Greider au primit Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină cu formularea „pentru descoperirea mecanismelor de protecție a cromozomilor de către telomeri și enzima telomeraza”. Cercetarea lor s-a bazat pe limita Hayflick.