Зашто је људски мозак тако склон старосним болестима?
Оштећена производња енергије у старијим неуронима може да помогне да се објасни зашто су људски мозгови толико подложни старосним болестима, према новој студији на Салк институту у Калифорнији.
Научници су користили нову стратегију да открију да ћелије старијих људи имају дисфункционалне митохондрије - електране ћелија - и смањују производњу енергије.
Митохондрији су одговорни за претварање наше хране у хемијску енергију коју наше ћелије могу користити. Дефекти у митохондријским генима могу довести до болести, али истраживачи такође знају да митохондрији постају мање ефикасни са годинама и могу да покрећу поремећаје повезане са узрастом, попут Алцхајмерове и Паркинсонове болести.
Проучавање утицаја старења на митохондрије могло би да помогне истраживачима да боље разумеју познату везу између митохондријске дисфункције и старосних болести мозга.
Нова сазнања објављена су у часопису Извештаји о ћелијама.
„Већина других метода користи хемијски стрес на ћелијама да би симулирао старење“, рекао је виши аутор др Русти Гаге, професор у Салковој лабораторији за генетику. „Наш систем има предност што показује шта се дешава са митохондријама које старе природно, у људском телу.“
Претходно је Гагеов истраживачки тим развио метод за директно претварање ћелија коже у неуроне (зване индуковани неурони или иН). Већина техника за стварање неурона из ћелија пацијента зависи од посредничког корака матичних ћелија (стварање онога што се назива индукованим плурипотентним матичним ћелијама), који ресетује ћелијске маркере старења. Али ови иН задржали су знаке старења, укључујући промене у генској активности и језгрима ћелија, известио је тим 2015. године.
У тренутној студији научници су желели да истраже да ли су митохондрији у ћелијама такође задржали обележја старења током процеса конверзије иН. Дакле, користећи ћелије коже узете од људи старости од 0 до 89 година, истраживачи су створили иН од сваког даваоца, а затим су користили разне методе за проучавање митохондрија сваког сета ћелија.
Митохондрији у ћелијама коже изолованим од сваке особе показали су неколико промена повезаних са узрастом. Међутим, када су ћелије директно претворене у неуроне, митохондрији старијих давалаца били су значајно другачији. На пример, митохондријски гени повезани са производњом енергије били су искључени, а митохондрији су били мање густи, више уситњени и генерирали мање енергије.
„Скоро свако подручје које смо гледали - функционално, генетско и морфолошко - имало је недостатке“, рекао је др. Јероме Мертенс, научник из Салкова особља и ко-дописни аутор новог рада.
Научници су претпоставили да је разлог што су митохондрији иН-а више погођени старењем него митохондрији ћелија коже тај што неурони теже зависе од енергије митохондрија.
„Ако имате стари аутомобил са лошим мотором који свакодневно седи у вашој гаражи, није важно“, рекао је Мертенс. „Али ако путујете са тим аутомобилом, мотор постаје велики проблем.“
Налаз показује како старење може различито утицати на органе у целом телу.
Даље, тим планира да примени своју технику за проучавање старосних болести, укључујући Алцхајмерову и Паркинсонову болест. У претходном раду, митохондријални дефекти су били умешани у ове болести. Прикупљањем ћелија коже од пацијената са овим болестима и стварањем иН-а, тим може да погледа како се неуронски митохондрији код ових пацијената разликују од неуронских митохондрија код старијих особа без утицаја.
„Не постоји други ин витро људски неуронски модел који би проучавао старење“, рекао је др Ионгсунг Ким, научни сарадник и први аутор рада. „Стога је велико издвајање из нашег рада то што смо развили алат који нам омогућава проучавање неуролошког старења и старосних болести.“
Извор: Салк Институте
