Xenobots: Forscher entdecken mysteriösen dritten Zustand jenseits des Todes

Wissenschaftler entdecken in einer neuen Studie einen mysteriösen „dritten Zustand“ jenseits von Leben und Tod. Diese Kreaturen besetzen den „Dritten Staat“ jenseits des Todes…

Man erinnert sich an die dunklen Geschichten über Verstorbene, die bei der Umbettung auf dem Friedhof ausgegraben wurden und man erkennen konnte, dass Haare und Fingernägel weitergewachsen waren, obwohl der Verstorbene eindeutig als tot erklärt worden war. Was wächst denn da weiter nach dem Tod?

Eine neue Studie deutet nun darauf hin, dass Leben und Tod möglicherweise keine Gegensätze sind. Die Biologen Peter Noble und Alex Pozhitkov haben kürzlich untersucht, wie das Aufkommen neuer multizellulärer Gebilde es ermöglichen, konventionellen Grenzen von Leben und Tod zu überwinden. Die beiden prüften die Prozesse, die in Organismen nach dem Tod ablaufen. Seitdem erfolgreiche Organtransplantationen gezeigt haben, dass Zellen nach dem Tod in Funktion bleiben können, haben sie sich eingehender mit den Prozessen beschäftigt, die dies möglich machen.

Xenobots mit Flimmerhärchen

Ihre Forschungen ergaben, dass sich Hautzellen, die verstorbenen Frosch-Embryonen entnommen wurden, spontan an die Bedingungen in einer Labor-Petrischale anpassen und neue multizelluläre Strukturen, so genannte Xenobots, bilden konnten. Diese Xenobots zeigten ein Verhalten, das weit über ihre ursprünglichen biologischen Funktionen hinausgehen. Insbesondere nutzen sie winzige haarähnliche Fortsätze, um sich fortzubewegen, während diese Härchen in einem lebenden Frosch-Embryo eigentlich nur dazu dienen, weitgehend nur Schleim zu transportieren.

Diese interessanten Xenobots verfügen über die außerordentliche Fähigkeit zur „kinematischen Selbstreplikation“, d. h. sie können ihre physische Form und ihre Funktionen duplizieren, ohne, dass sie im herkömmlichen Sinne wachsen. Dieser Prozess unterscheidet sich von den bekannteren Replikationsmethoden, bei denen der Organismus entweder in sich selbst oder auf seiner Oberfläche wächst.

Darüber hinaus haben Nobles und Pozhitkovs Studien gezeigt, dass sich einzelne menschliche Lungenzellen spontan zu winzigen, mehrzelligen Einheiten zusammenschließen können, die sich auch noch bewegen. Diese Xenobots weisen dann neuartige Verhaltensweisen und Strukturen auf. Sie können nicht nur durch ihre Umgebung manövrieren, sondern sich auch selbst reparieren und beschädigte Nervenzellen in ihrem unmittelbaren Umfeld reparieren. Dieses Konzept wird als der „Dritte Zustand“ betitelt.

Kann das Leben nach dem Tod weitergehen?

Die Fähigkeit von Zellen und Geweben, welche nach dem Tod eines Organismus überleben und weiter funktionieren, wird von mehreren Faktoren beeinflusst, darunter Umweltbedingungen, Stoffwechselaktivität und Konservierungsmethoden.

Verschiedene Zelltypen haben hierbei eine unterschiedliche Überlebensdauer. Beispielsweise beim Menschen gehen die weißen Blutkörperchen in der Regel innerhalb von 60 bis 86 Stunden nach dem Tod zugrunde. Im Gegensatz dazu können jedoch Skelettmuskelzellen von Mäusen gleich mal bis zu 14 Tage postmortal regeneriert werden, während Fibroblasten-Zellen, d.h. von Schafen und Ziegen, sogar einen Monat nach dem Tod kultiviert werden können.

Die Stoffwechsel-Aktivität ist entscheidend dafür, ob Zellen überleben und funktionsfähig bleiben können. Zellen, die eine konstante und erhebliche Energiezufuhr benötigen, um ihre Funktionen zu erfüllen, sind schwieriger zu kultivieren als Zellen mit geringerem Energiebedarf. Techniken wie die Kryo-Konservierung können dazu beitragen, dass Gewebeproben, wie z. B. Knochenmark, eine ähnliche Funktionalität erhalten wie die von lebenden Spendern.

Überleben, Immunität und Tod

Inhärente Überlebensmechanismen sind ebenfalls entscheidend für die weitere Lebensfähigkeit von Zellen und Geweben. Die erwähnten zwei Forscher haben eine deutliche Zunahme der Aktivität von Genen festgestellt, die mit Stress und Immunität nach dem Tod zusammenhängen, wahrscheinlich ist dies eine Reaktion auf den Verlust der Homöostase. Darüber hinaus haben Faktoren wie Trauma, Infektion und die Dauer seit dem Tod einen erheblichen Einfluss auf die Lebensfähigkeit von Geweben und Zellen.

Variablen wie Alter, Gesundheitszustand, Geschlecht und Tierart beeinflussen auch die Bedingungen nach dem Tod. Besonders deutlich wird dies bei den Schwierigkeiten, die mit der Kultivierung und Transplantation stoffwechselaktiver Inselzellen – Zellen, die für die Insulinproduktion in der Bauchspeicheldrüse verantwortlich sind – von Spendern auf Empfänger verbunden sind. Wissenschaftler vermuten, dass Faktoren wie Autoimmunreaktionen, ein hoher Energiebedarf und der Zusammenbruch von Schutzmechanismen zu den häufigen Misserfolgen von Insel-Transplantationen beitragen.

Auswirkungen auf Biologie und Medizin

Der dritte Zustand bietet nicht nur neue Erkenntnisse über die Anpassungsfähigkeit von Zellen. Er bietet auch Perspektiven für neue Behandlungen.

So könnten beispielsweise Anthrobots aus dem lebenden Gewebe eines Menschen gewonnen werden, um Medikamente zu verabreichen, ohne eine unerwünschte Immunreaktion auszulösen. In den Körper injizierte künstliche Anthrobots könnten möglicherweise Arterienablagerungen bei Arteriosklerose-Patienten auflösen und überschüssigen Schleim bei Mukoviszidose-Patienten entfernen.

Wichtig ist, dass diese multizellulären Organismen eine endliche Lebensdauer haben und sich nach vier bis sechs Wochen auf natürliche Weise abbauen. Dieser „Kill Switch“ verhindert das Wachstum potenziell invasiver Zellen.

Ein besseres Verständnis dafür, wie einige Zellen weiter funktionieren und sich einige Zeit nach dem Absterben eines Organismus in multizelluläre Einheiten verwandeln, verspricht Fortschritte in der personalisierten und präventiven Medizin.

In diesem Zusammenhang sei auch der Artikel „Über die Anabiose“ empfohlen, um noch mehr Möglichkeiten zu erkennen, die die Natur dem menschlichen Körper mitgegeben hat.

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Quellen:

Peter A Noble, Adjunct Associate Professor of Microbiology, University of Alabama at Birmingham
Alex Pozhitkov, Senior Technical Lead of Bioinformatics, Irell & Manella Graduate School of Biological Sciences at City of Hope
Economic Times
Science Alert