284 δότες χαρτογραφούν την άνιση γήρανση του εγκεφάλου

Η περιοχή του εγκεφάλου πίσω από το μέτωπο, που μας βοηθά να σχεδιάζουμε, να σταθμίζουμε επιλογές και να συγκρατούμε έναν αριθμό τηλεφώνου, δεν γερνά με σταθερό ρυθμό. Τα κύτταρά της διαφέρουν έντονα στα πρώτα χρόνια της ζωής, σταθεροποιούνται στην ενήλικη ζωή και μεταβάλλονται ξανά αργότερα, σύμφωνα με μία από τις εννέα συντονισμένες μελέτες διεθνούς κοινοπραξίας υπό την ηγεσία ερευνητών του Mount Sinai (Mount Sinai). Η καμπύλη αυτή δίνει στους επιστήμονες ένα σημείο αναφοράς για τη φυσιολογική γήρανση κάθε τύπου κυττάρου, ώστε να διακρίνουν τι επιπλέον αλλάζει όταν εμφανίζεται μια νόσος.

Ας σκεφτούμε μια ερευνήτρια που εξετάζει εγκεφαλικό ιστό από άνθρωπο ο οποίος πέθανε σε μεγάλη ηλικία έχοντας άνοια. Εντοπίζει ασυνήθιστη δραστηριότητα στα ανοσοκύτταρα του εγκεφάλου. Είναι ένδειξη της νόσου ή ο συνηθισμένος τρόπος λειτουργίας αυτών των κυττάρων σε έναν ηλικιωμένο εγκέφαλο; Χωρίς υγιές σημείο αναφοράς για την ίδια ηλικία, δεν μπορεί να ξεχωρίσει τα δύο.

Τι δείχνει η δραστηριότητα ενός κυττάρου

Κάθε κύτταρο διαθέτει το ίδιο γενετικό «βιβλίο οδηγιών», αλλά κάθε στιγμή αντιγράφει μόνο τις οδηγίες που χρησιμοποιεί. Τα αντίγραφα αυτά είναι μόρια ριβονουκλεϊκού οξέος. Η καταμέτρησή τους αποτυπώνει ποιες διεργασίες ήταν ενεργές στο κύτταρο τη στιγμή που ελήφθη το δείγμα. Δείχνει τη δραστηριότητα του κυττάρου, όχι απευθείας τις πρωτεΐνες και τα κυκλώματα που τελικά προκύπτουν από αυτές τις οδηγίες.

Οι παλαιότερες μέθοδοι κατέγραφαν το ριβονουκλεϊκό οξύ από ολόκληρο τμήμα ιστού, σαν να προσπαθεί κανείς να κρίνει τα φρούτα μιας σαλάτας αφού τα πολτοποιήσει. Μια μεταβολή που αφορά μόνο τα μικρογλοιακά κύτταρα, τα μόνιμα ανοσοκύτταρα του εγκεφάλου, μπορούσε να χαθεί μέσα στο πολύ ισχυρότερο σήμα των νευρώνων. Η τεχνική που χρησιμοποιήθηκε εδώ, η αλληλούχιση του ριβονουκλεϊκού οξέος σε επίπεδο μεμονωμένου πυρήνα, διατηρεί τα κύτταρα διακριτά: οι ερευνητές απομονώνουν τον πυρήνα κάθε κυττάρου, ο οποίος διατηρείται μετά την κατάψυξη, και εξετάζουν χωριστά το γενετικό του υλικό.

Η σύγκριση πολλών τέτοιων στιγμιότυπων επιτρέπει στους ερευνητές να ταξινομούν τα κύτταρα σε τύπους: νευρώνες, νευρογλοιακά κύτταρα που παρέχουν υποστήριξη, ανοσοκύτταρα και κύτταρα των αιμοφόρων αγγείων. Έπειτα μπορούν να εξετάσουν πώς διαφέρει κάθε τύπος ανάμεσα σε νεαρούς και ηλικιωμένους εγκεφάλους. Ο τύπος του κυττάρου επηρεάζει καθοριστικά την εικόνα: εξηγούσε το 50,5% της μετρούμενης μεταβλητότητας στη γονιδιακή δραστηριότητα, σύμφωνα με το The Transmitter (The Transmitter).

Τρεις φάσεις, όχι ένα ηλικιακό ορόσημο

Οι μεγαλύτερες διαφορές εντοπίζονται στους νεότερους δότες. Ο νευροεπιστήμονας Χουάν Λέρμα, από το ισπανικό Ανώτατο Συμβούλιο Επιστημονικών Ερευνών, είπε στην El Mundo ότι τα πρότυπα των μορίων αυτών παραπέμπουν στην παραγωγή νευρογλοιακών κυττάρων, στην αναδιαμόρφωση των συνάψεων, δηλαδή των συνδέσεων ανάμεσα στους νευρώνες, και στην απομάκρυνση κυττάρων μέσω προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου (El Mundo). Πρόκειται για ερμηνεία των γονιδίων που ενεργοποιούνται, όχι για διαδικασίες που οι ερευνητές παρακολούθησαν άμεσα.

Η μελέτη βασίστηκε σε 284 νευροτυπικούς δότες, από τη βρεφική ηλικία έως τα 97, και διαπίστωσε ότι οι σχετικές αναλογίες των περισσότερων υποκατηγοριών νευρώνων και νευρογλοιακών κυττάρων σταθεροποιούνται περίπου στα 24, με ορισμένες εξαιρέσεις (Nature). Η La Vanguardia παρουσίασε το εύρημα με τίτλο ότι ο ανθρώπινος εγκέφαλος δεν ολοκληρώνει την ωρίμανσή του πριν από τα 24 (La Vanguardia). Το ίδιο το εύρημα είναι πιο περιορισμένο: επειδή συνθέτει δεδομένα από διαφορετικούς ανθρώπους που πέθαναν σε διαφορετικές ηλικίες, περιγράφει μια τάση στον πληθυσμό για μία περιοχή του εγκεφάλου, όχι το ηλικιακό ορόσημο κάθε ανθρώπου· επίσης, δεν σημαίνει ότι η μάθηση σταματά.

Από τα 60 ή τα 65 περίπου, οι διαφορές επανεμφανίζονται, κυρίως στα νευρογλοιακά και τα ανοσοκύτταρα, αντί να κατανέμονται σε ολόκληρο τον φλοιό (The Transmitter). Ισπανικά δημοσιεύματα συνέδεσαν τη δραστηριότητα της πρώιμης ζωής με γονίδια που σχετίζονται με τη σχιζοφρένεια και τη διπολική διαταραχή, και την όψιμη δραστηριότητα των νευρογλοιακών κυττάρων με γονίδια που συνδέονται με τη νόσο Αλτσχάιμερ (El Imparcial). Πρόκειται για χρονική αντιστοιχία ανάμεσα σε ομάδες γονιδίων και στάδια ζωής· τα δεδομένα δεν δείχνουν ότι κάποιο από τα δύο μοτίβα προκαλεί ασθένεια.

Πού τελειώνει η γήρανση και πού αρχίζει η νόσος

Ο χάρτης της ζωής γίνεται πιο χρήσιμος όταν διαβαστεί μαζί με τον ευρύτερο συμπληρωματικό άτλαντα. Μια μελέτη της ίδιας συλλογής, που συγκρίνει διαφορετικές διαταραχές, καταγράφει πάνω από 6,3 εκατομμύρια πυρήνες κυττάρων από 1.494 δότες, ανάμεσά τους ανθρώπους με νόσο Αλτσχάιμερ, νόσο Πάρκινσον, σχιζοφρένεια και διπολική διαταραχή (Nature). Ο αριθμός των πυρήνων δεν αντιστοιχεί στον αριθμό των ανθρώπων, ενώ οι καμπύλες ηλικίας προκύπτουν μόνο από τους υγιείς δότες. Ο άτλαντας καταγράφει ορισμένα προγράμματα κυτταρικής δραστηριότητας που είναι κοινά σε διαφορετικές διαταραχές και άλλα που εντοπίζονται μόνο σε μία.

Ας επιστρέψουμε στην ερευνήτρια που εξετάζει δείγμα από άνθρωπο με άνοια. Μπορεί πλέον να συγκρίνει τη δραστηριότητα των ανοσοκυττάρων με τη συνηθισμένη εικόνα τους σε υγιείς εγκεφάλους αντίστοιχης ηλικίας. Αν οι ενδείξεις ταιριάζουν, πιθανότατα αντανακλούν τη φυσιολογική γήρανση· αν αποκλίνουν από την καμπύλη, αποτελούν πιθανή ένδειξη που αξίζει περαιτέρω διερεύνηση.

Αυτό προσφέρει η μελέτη: ένα σημείο αναφοράς για να ξεχωρίζουν τα σήματα που συνδέονται με νόσο από εκείνα της φυσιολογικής γήρανσης, σε αυτή τη συγκεκριμένη περιοχή του φλοιού. Είναι ερευνητικό εργαλείο, όχι διαγνωστική εξέταση ή θεραπεία. Εργαστηριακές και κλινικές μελέτες πρέπει τώρα να δείξουν ποια από αυτές τις πιθανές ενδείξεις συμβάλλουν πράγματι στα συμπτώματα.