Šis atklājums norāda uz daudzsološu veidu, kā neitralizēt ar vecumu saistītu kognitīvo pasliktināšanos un neirodeģeneratīvās slimības un atgūt zaudēto atmiņu.
“Tas patiesi ir atmiņas pasliktināšanās atgūšana, kas saistīta ar vecumu,” apgalvo Sauls Villeda, pētnieks un Kalifornijas Universitātes Sanfrancisko Bakar novecošanās pētniecības institūta direktora vietnieks, kā arī galvenais autors zinātniskajā pētījumā, kas publicēts Nature Aging. “Tas ir kaut kas daudz dziļāks nekā vienkārši simptomu aizkavēšana vai novēršana,” apgalvo viņš. Viņa komanda ir atklājusi to, ko var aprakstīt kā molekulāru “slēdzi”, proteīnu FTL1, kura kontrole var atjaunot zaudēto kognitīvo funkciju un atjaunot laika gaitā bojātas smadzeņu savienojumus.
Hipokamps, atmiņas un mācīšanās centrs smadzenēs, ir viena no visvairāk neaizsargātām zonām laika gaitā. Zinātnieki pārbaudīja, ka FTL1 proteīns ar vecumu uzkrājas šajā reģionā, kam seko dramatisks neironu savienojumu un atmiņas spēju samazinājums. “Kad mēs analizējām gēnus un proteīnus, kas mainās ar vecumu hipokampā, tikai viens izcēlās: FTL1,” norāda Villeda. Šis proteīns ne tikai bija bagātīgi sastopams novecojošos smadzenēs: mākslīgi palielinot tā līmeni jauniem pelēm, tās attīstīja kognitīvās problēmas, kas bija salīdzināmas ar vecu dzīvnieku problēmām, zaudēja neironu zarojumus un neizturēja atmiņas testus.
Ko viņi atklāja
Komanda apgalvo, ka galvenais bija pierādīt pretējo efektu: samazinot FTL1 daudzumu vecās pelēs, savienojumi starp neironu atjaunojās un dzīvnieki izturēja atmiņas testus ar rezultātiem, kas bija līdzīgi jauno dzīvnieku rezultātiem. “Kad mēs bloķējām FTL1, vecie neironi atkal veidoja sarežģītas savienojumus un garīgā darbība ievērojami uzlabojās,” skaidro zinātnieks, uzsverot, ka šis atklājums ir īsta “bojājuma atgriešana”, nevis tikai virspusējs bremzēšanas efekts.
Eksperiments arī izgaismoja kognitīvās pasliktināšanās cēloni: FTL1 pārliecība tieši ietekmē šūnu vielmaiņu hipokampā, samazinot neironu enerģijas efektivitāti. Vielmaiņu stimulējoša savienojuma piegāde spēja novērst šos bojājumus, liecinot, ka varētu būt arī citi efektīvi ārstēšanas veidi. Laboratorijas apstākļos neironi ar augstu FTL1 līmeni zaudēja tipisko zarojumu vairākās „zarās”, samazinoties līdz vienkāršām un mazefektīvām informācijas apmaiņas savienojumiem.
Petri traukos kultivētie mākslīgie neironi attīsta pagarinājumus jeb neirītus ar vairākiem zariem. Kad šīs pašas neironu šūnas tiek modificētas, lai ražotu lielu daudzumu FTL1 proteīna, to neirīti ievērojami vienkāršojas.
Komanda izmantoja stingru pieeju, lai izslēgtu, ka atmiņas zudums ir saistīts ar masveida neironu nāvi, parādot, ka sinapses un enerģētiskā funkcija var tikt atjaunota, neaizstājot zaudētās šūnas. “Lai atrastu terapijas, kas patiesi atjauno kognitīvo funkciju vecākiem cilvēkiem, vispirms mums ir jāatšifrē molekulārie mehānismi, kas kontrolē neironu samazināšanos,” raksta autori oriģinālajā darbā.
Cerīgs brīdis
Pašlaik rezultāti ir apstiprināti tikai vīriešu pelēm, un pētnieki brīdina par nepieciešamību pārbaudīt, vai ieguvumi atkārtojas sieviešu modeļos un, protams, cilvēkos. Tomēr viņu optimisms ir jūtams: “Šis ir cerību pilns brīdis, lai strādātu pie novecošanās bioloģijas,” secina Villeda, skaidri norādot, ka viņa komanda jau pēta veidus, kā attīstīt zāles, kas spēj bloķēt FTL1 un atjaunot garīgo jaunību novecojošiem smadzenēm.
Šis darbs papildina arvien pieaugošo pētījumu kopumu, kas saista feritīna ģimenes proteīnu uzkrāšanos ar garīgās veselības pasliktināšanās prognozi. Iepriekšējie dati par cilvēkiem liecina, ka paaugstināts feritīna līmenis cerebrospinālajā šķidrumā ir priekšnoteikums Alcheimera slimības attīstībai un vieglu atmiņas traucējumu pārejai uz smagākiem simptomiem. Villeda grupa uzsver, ka viņu atklājums paver ceļu ne tikai nākotnes ārstēšanas metodēm normālai novecošanai, bet arī neirodeģeneratīvo patoloģiju ārstēšanai.
