Îmbătrânirea creierului ar putea fi mult mai complexă decât o degradare lentă și constantă care începe la o anumită vârstă și continuă în același ritm. O nouă cercetare asupra creierului uman arată că unele modificări celulare și genetice evoluează treptat, în timp ce altele devin mai evidente în anumite perioade ale vieții.
Un interval care a atras atenția oamenilor de știință este cel cuprins aproximativ între 50 și 75 de ani. În această perioadă, cercetătorii au observat schimbări importante în cazul microgliei, celulele imunitare ale creierului, dar și modificări ale altor celule care contribuie la funcționarea neuronilor și la protejarea țesutului cerebral.
Cercetătorii au analizat creiere de la persoane cu vârste între 20 și 100 de ani
Studiul s-a concentrat asupra hipocampului, regiune cerebrală implicată în procese esențiale precum memoria și învățarea.
Pentru cercetare au fost analizate probe de țesut cerebral post-mortem provenite de la 40 de donatori fără afecțiuni neurologice cunoscute care să explice schimbările investigate. Persoanele au fost împărțite în patru categorii de vârstă: 20–40 de ani, 40–60 de ani, 60–80 de ani și 80–100 de ani. Fiecare categorie a inclus câte zece persoane, cinci femei și cinci bărbați.
Analiza nu s-a limitat la aspectul țesutului cerebral. Cercetătorii au studiat expresia genelor, metilarea ADN-ului, accesibilitatea cromatinei și modul în care genomul este organizat tridimensional în interiorul nucleelor celulare.
Acest nivel de detaliu le-a permis să urmărească modul în care diferite tipuri de celule se modifică odată cu vârsta.
Între 50 și 75 de ani apare o schimbare la nivelul celulelor imunitare
Una dintre cele mai interesante descoperiri a fost făcută în cazul microgliei. Aceste celule reprezintă o componentă importantă a sistemului imunitar al creierului și participă, printre altele, la eliminarea resturilor celulare și la menținerea echilibrului țesutului nervos.
O mare parte a microgliei își are originea foarte devreme în dezvoltarea embrionară. Datele noului studiu sugerează însă că, aproximativ între 50 și 75 de ani, populația acestor celule trece printr-o transformare.
Cercetătorii au observat o reducere a microgliilor provenite din sacul vitelin embrionar și apariția unor celule cu caracteristici moleculare asemănătoare celulelor imunitare provenite din sângele periferic. Acestea prezentau totodată un profil mai orientat spre inflamație.
Descoperirea este interesantă deoarece inflamația cronică la nivel cerebral este studiată în legătură cu îmbătrânirea și cu mai multe afecțiuni neurodegenerative.
Studiul nu demonstrează însă că această schimbare a microgliei provoacă boala Alzheimer sau alte forme de demență. Cercetătorii au identificat o modificare asociată vârstei care ar putea ajuta la înțelegerea mecanismelor prin care creierul devine mai vulnerabil pe măsură ce îmbătrânește.
Microglia devine mai predispusă la un răspuns inflamator
Analizele au arătat și o modificare a comportamentului molecular al microgliei.
La vârste mai tinere, aceste celule prezentau într-o măsură mai mare un profil asociat menținerii echilibrului normal al creierului. Odată cu înaintarea în vârstă, cercetătorii au observat o deplasare către o stare mai pregătită pentru declanșarea unui răspuns inflamator.
Transformarea a fost însoțită de schimbări ale metilării ADN-ului și ale mecanismelor care reglează activitatea genelor.
Inflamația nu trebuie privită automat ca un fenomen negativ. Este o componentă normală și necesară a răspunsului imun. Problemele pot apărea atunci când procesele inflamatorii devin persistente sau sunt reglate necorespunzător.
Tocmai această legătură dintre îmbătrânire, activitatea celulelor imunitare și neuroinflamație reprezintă una dintre direcțiile importante de cercetare în bolile neurodegenerative.
Și alte celule importante ale creierului se modifică odată cu vârsta
Microglia nu a fost singura populație celulară în care au fost identificate schimbări.
Oamenii de știință au observat și o reducere a astrocitelor pe măsură ce vârsta creștea. Aceste celule au numeroase funcții în sistemul nervos și participă inclusiv la reglarea transmiterii semnalelor dintre neuroni.
Anumite subtipuri de astrocite implicate în menținerea și reglarea sinapselor au devenit mai puțin numeroase odată cu înaintarea în vârstă.
Au fost descoperite modificări și în celulele precursoare ale oligodendrocitelor, precum și în celulele endoteliale.
Cele din urmă au o importanță deosebită deoarece fac parte din structura vaselor de sânge și contribuie la funcționarea barierei hematoencefalice. Această barieră controlează trecerea multor substanțe din circulația sanguină către țesutul cerebral și reprezintă unul dintre sistemele prin care creierul își menține mediul intern.
Se modifică inclusiv modul în care ADN-ul este organizat în celule
O altă descoperire importantă a studiului privește ceea ce se întâmplă în interiorul nucleului celular.
ADN-ul nu este pur și simplu depozitat sub forma unui fir foarte lung. El este organizat într-o structură tridimensională complexă, iar această arhitectură influențează modul în care genele pot fi activate sau dezactivate.
Cercetătorii au constatat că organizarea tridimensională a genomului devine mai puțin bine definită odată cu înaintarea în vârstă în mai multe tipuri de celule cerebrale.
Au fost observate modificări ale organizării cromatinei, schimbări ale interacțiunilor dintre cromozomi și o reducere a legării proteinei CTCF, implicată în menținerea arhitecturii genomului.
Aceste transformări au fost asociate și cu modificări ale expresiei genelor și ale epigenomului, oferind cercetătorilor o imagine mai detaliată asupra proceselor moleculare care însoțesc îmbătrânirea creierului.
Vârsta de 50 de ani nu reprezintă un prag după care creierul se schimbă brusc
Rezultatele nu înseamnă că în ziua în care o persoană împlinește 50 de ani începe o transformare rapidă a creierului și nici că procesul se încheie la 75 de ani.
Intervalul identificat de cercetători descrie o tendință observată în probele analizate, în special în cazul schimbărilor microgliei. Limitele nu trebuie interpretate drept praguri biologice universale.
Studiul are și o limitare importantă. Cercetătorii nu au urmărit aceleași persoane timp de 60 sau 80 de ani, ci au comparat țesut cerebral post-mortem provenit de la persoane de vârste diferite. Prin urmare, rezultatele arată diferențe asociate vârstei, nu traseul exact prin care trece creierul fiecărei persoane.
Descoperirile sugerează însă că îmbătrânirea cerebrală nu urmează neapărat o linie dreaptă. Unele transformări sunt progresive, în timp ce altele par să devină mai pronunțate în anumite etape ale vieții.
Înțelegerea acestor schimbări ar putea ajuta cercetătorii să afle de ce vârsta reprezintă un factor de risc atât de important pentru Alzheimer și alte boli neurodegenerative și, pe termen lung, să identifice mai precis procesele care fac creierul mai vulnerabil odată cu trecerea anilor.
Sursa foto + text: csid.ro
