Naukowcy z Instytutu Allena w Seattle przeprowadzili przełomowe badania, które obejmowały analizę 1,2 miliona komórek mózgowych. Wyniki wskazują, że proces ich starzenia nie jest jednolity – niektóre z nich są bardziej wrażliwe na ten proces, a zmiany zachodzą w określonych regionach mózgu. Odkrycie to otwiera możliwości opracowania nowych terapii, które mogą spowolnić starzenie oraz pomóc w leczeniu chorób związanych z wiekiem, takich jak alzheimer.
Mózg nie starzeje się równomiernie
Starzenie się organizmu jest naturalnym procesem, jednak jego przebieg może różnić się w zależności od komórek, tkanek i narządów. Umożliwia to różnicowanie biologicznego wieku od wieku kalendarzowego. W kontekście mózgu zmiany związane ze starzeniem są szczególnie widoczne, co nie tylko wpływa na funkcje poznawcze, ale może prowadzić do rozwoju chorób neurodegeneracyjnych.
Naukowcy przeprowadzili badania na myszach, których mózgi analizowano za pomocą zaawansowanych narzędzi do mapowania i technologii sekwencjonowania RNA. Badanie opublikowane w Nature obejmowało zarówno młode myszy, jak i te w wieku 18 miesięcy, co odpowiada ludzkim 50-60 latom. Uczeni zbadali komórki z 16 różnych obszarów mózgu, wybranych ze względu na ich podatność na choroby związane z wiekiem. W procesie tym odkryli, że najwięcej zmian zachodzi w komórkach glejowych, które pełnią rolę wsparcia dla neuronów.
Dr John Ngai, dyrektor The BRAIN Initiative, mówi:
Przez lata naukowcy badali skutki starzenia się mózgu, głównie po jednej komórce na raz. Teraz, dzięki innowacyjnym narzędziom mapowania naukowcy mogą badać, jak starzenie się wpływa na znaczną część całego mózgu. To badanie pokazuje, że badanie mózgu bardziej globalnie może dostarczyć naukowcom nowych spostrzeżeń na temat tego, jak organ ten się starzeje i jak choroby neurodegeneracyjne mogą zakłócać normalną aktywność starzenia się.
Jednym z kluczowych odkryć jest zidentyfikowanie miejsca w mózgu, który wydaje się być szczególnie wrażliwy na zmiany związane ze starzeniem – obszaru wokół trzeciej komory mózgu. Naukowcy odkryli, że to głównie komórki glejowe – klasa komórek, które wspierają, łączą i chronią neurony mózgu – wykazywały znaczące zmiany związane z wiekiem w ekspresji genów.
Silnie dotknięte były komórki związane z układem odpornościowym (mikroglej, oligodendrocyty i makrofagi związane z granicą (BAM)) oraz wyspecjalizowane komórki glejowe, zwane tanycytami i komórkami wyściółki. Tanycyty znajdują się w podwzgórzu, głównie wyściełając trzecią komorę. Są one fizjologicznie wyjątkowe, ponieważ stanowią zarówno barierę strukturalną, jak i funkcjonalną między mózgiem a płynem mózgowo-rdzeniowym (PMR). Komórki wyściółki wyściełają rdzeń kręgowy i komory mózgowe, czyli jamy, które produkują i przechowują PMR, i są niezbędne do utrzymania stabilnego środowiska w tych strukturach, zapewniając optymalne funkcjonowanie neuronów i innych komórek.
Uczeni odkryli zwiększoną ekspresję genów odpowiedzi zapalnej i immunologicznej w tych komórkach oraz zmniejszoną ekspresję genów związanych z sygnalizacją neuronów i strukturą. Najbardziej znaczące zmiany zaszły w komórkach w pobliżu trzeciej komory podwzgórza (V3), które są kluczowe dla regulacji ważnych procesów fizjologicznych i behawioralnych, w tym temperatury, głodu i sytości, pragnienia i równowagi płynów, cykli snu i czuwania oraz rytmów dobowych.
Wyniki tych badań mają ogromne znaczenie, ponieważ pokazują, że starzenie się mózgu nie jest procesem jednorodnym. Zrozumienie, które komórki są najbardziej wrażliwe na zmiany związane z wiekiem, otwiera drogę do opracowania nowych strategii leczenia. Naukowcy mają nadzieję, że dalsze badania nad tym “gorącym punktem” w mózgu pozwolą na opracowanie terapii spowalniających proces starzenia się mózgu oraz pomagających w walce z chorobami neurodegeneracyjnymi, takimi jak alzheimer czy parkinson.
