284 донори показват неравномерното стареене на мозъка

Областта зад челото, която помага да планираме, да преценяваме и да помним телефонен номер, не остарява равномерно. Клетките ѝ се различават силно в ранния живот, относително се стабилизират в зряла възраст, а по-късно отново се променят. Това показва едно от деветте координирани изследвания на международен консорциум, ръководен от учени от Mount Sinai (Mount Sinai). Получената картина дава ориентир как изглежда нормалното стареене на различните клетъчни типове и помага да се установи какво добавя болестта.

Представете си изследователка, която проучва мозъчна тъкан на възрастен човек, починал с деменция. Тя открива необичайна активност в имунните клетки на мозъка. Дали това е признак на болестта, или така се държат клетките във всеки остаряващ мозък? Без данни за здрав мозък на същата възраст тя не може да прецени.

Какво показва клетъчната активност

Всяка клетка носи един и същ генетичен набор, но във всеки момент копира само гените, които използва. Тези работни копия са РНК. Като преброят молекулите ѝ, учените получават моментна снимка на дейността на клетката при вземането на тъканта. Това е доказателство за активност, но не показва пряко белтъците и невронните вериги, които в крайна сметка се изграждат по тези инструкции.

По-старите методи измерват РНК в цяла проба тъкан наведнъж — сякаш се опитваме да различим съставките на плодова салата, след като сме я пасирали. Промяна само в микроглията, имунните клетки на мозъка, може да се изгуби сред много по-силния сигнал от невроните. Използваният тук метод, секвениране на РНК от единични клетъчни ядра, позволява клетките да се разглеждат поотделно. Учените изолират ядрата, които се запазват и след замразяване, и анализират РНК във всяко от тях.

Сравняването на много такива моментни снимки позволява клетките да се групират по тип: неврони, поддържащите клетки, наречени глия, имунни клетки и клетки на кръвоносните съдове. След това учените могат да проследят как се различава всеки тип в млад и в стар мозък. Най-голям дял от картината обяснява именно клетъчният тип. Според The Transmitter той обяснява 50,5 % от измерените различия в генната активност (The Transmitter).

Три етапа, а не една рождена дата

Най-големите различия се наблюдават при най-младите донори. Неврологът Хуан Лерма от CSIC казва пред El Mundo, че моделите на РНК сочат към образуване на глиални клетки, пренареждане на синапсите — връзките между невроните — и отстраняване на клетки чрез програмирана клетъчна смърт (El Mundo). Това е тълкуване на активираните гени, а не процеси, наблюдавани пряко от учените.

Изследването включва 284 невротипични донори на възраст от кърмаческа до 97-годишна възраст. При повечето подтипове неврони и глиални клетки относителният им дял се стабилизира около 24-годишна възраст, с някои изключения (Nature). La Vanguardia представя резултата със заглавие, според което човешкият мозък не завършва съзряването си преди 24 години (La Vanguardia). Самото изследване обаче показва по-ограничена закономерност. То събира данни от различни хора, починали на различна възраст, и описва тенденция в една мозъчна област, а не точна дата за всеки човек. Резултатът не означава и че ученето спира.

Около 60–65-годишна възраст различията отново се увеличават, предимно в глиалните и имунните клетки, а не в цялата мозъчна кора (The Transmitter). Испански медии свързват активността в ранния живот с гени, асоциирани с шизофрения и биполярно разстройство, а по-късната активност в глиалните клетки — с гени, асоциирани с болестта на Алцхаймер (El Imparcial). Сходството е във времето: генни групи се активират в определени етапи от живота. То не показва, че тези модели причиняват заболяванията.

Къде свършва стареенето и започва болестта

Картата на промените през живота става по-полезна в съчетание с по-голямото изследване от същата поредица. Атласът на различни заболявания включва над 6,3 милиона клетъчни ядра от 1 494 донори, сред които хора с болестта на Алцхаймер, болестта на Паркинсон, шизофрения и биполярно разстройство (Nature). Броят на ядрата не е броят на хората, а кривите на стареене са изчислени само от здравите донори. Атласът открива както програми на клетъчна активност, общи за няколко заболявания, така и такива, характерни за отделно заболяване.

Да се върнем към изследователката с пробата от човек с деменция. Сега тя може да сравни сигнала от имунните клетки с обичайния им вид в здрав мозък на сходна възраст. Ако сигналът съвпада, вероятно става дума за нормално стареене. Ако се отклонява от общата закономерност, той заслужава допълнително проучване.

Тази работа дава ориентир за разграничаване на сигналите, свързани с болест, от нормалното стареене в една конкретна област на мозъчната кора. Това е изследователски инструмент, а не диагностичен тест или лечение. Следващата стъпка е лабораторни и клинични изследвания да покажат кои от тези възможни сигнали действително допринасят за симптомите.