284 doonori kaart näitab aju vananemist

Otsmiku taga asuv ajupiirkond aitab kavandada tegevusi, kaaluda valikuid ja hoida meeles näiteks telefoninumbrit. Selle rakud muutuvad varases elus palju, püsivad täiskasvanueas stabiilsemana ja nihkuvad hiljem taas. Nii näitab Mount Sinai teadlaste juhitud rahvusvahelise konsortsiumi üks üheksast koordineeritult avaldatud uuringust (Mount Sinai). Vananemise tavapärane kulg annab teadlastele rakutüüpide kaupa võrdluspunkti, mille abil hinnata, milliseid muutusi lisab haigus.

Kujutame ette teadlast, kes uurib vanas eas dementsusega surnud inimese ajukude. Ta leiab aju immuunrakkudes ebatavalise aktiivsuse. Kas selle põhjustas haigus või käituvad need rakud nii igas vananevas ajus? Ilma samaealiste tervete inimeste võrdlusandmeteta ei saa ta vahet teha.

Raku aktiivsuse lugemine

Kõigis rakkudes on sama geneetiline „kokaraamat”, kuid igal ajahetkel kasutab rakk sellest vaid osa. Kasutatavate geenide koopiad on RNA. Neid loendades saab pildi sellest, millega rakk koeproovi võtmise ajal tegeles. See näitab raku aktiivsust, mitte valke ega närvivõrgustikke, mille loomisele geenid lõpuks kaasa aitavad.

Varasemad meetodid mõõtsid RNA-d korraga tervest koetükist, justkui hindaks puuviljasalatit pärast selle smuutiks segamist. Üksnes aju residentsetes immuunrakkudes ehk mikrogliias toimuv muutus võis kaduda palju tugevama neuronite signaali sisse. Siin kasutatud ühetuuma-RNA sekveneerimine võimaldab rakud eraldi hoida. Teadlased eraldavad iga raku tuuma, mis säilib külmutamisel, ja analüüsivad selle RNA-d eraldi.

Paljude selliste hetkepiltide võrdlemisel saab rakud rühmadesse liigitada: neuroniteks, tugirakkudeks ehk gliiarakkudeks, immuunrakkudeks ja veresoontes leiduvateks rakkudeks. Seejärel saab uurida, kuidas iga rühma rakud noores ja vanas ajus erinevad. Rakutüüp selgitas 50,5% geenide aktiivsuses mõõdetud erinevustest, kirjutab The Transmitter (The Transmitter).

Kolm etappi, mitte sünnipäev

Kõige suuremad erinevused ilmnesid noorimate doonorite ajus. CSICi neuroteadlane Juan Lerma ütles El Mundole, et RNA mustrid viitavad gliiarakkude tekkele, neuronite ühenduskohtade ehk sünapside ümberkujundamisele ja rakkude eemaldamisele programmeeritud rakusurma kaudu (El Mundo). See on aktiivsete geenide põhjal tehtud tõlgendus, mitte protsesside vahetu vaatlus.

Uuringus analüüsiti 284 neurotüüpilise doonori ajukude. Doonorid olid imikueast 97. eluaastani. Enamiku neuronite ja gliiarakkude alamrühmade suhteline osakaal stabiliseerus umbes 24. eluaastaks, kuigi leidus erandeid (Nature). La Vanguardia pealkirjastas tulemuse väitega, et inimese aju küpseb 24. eluaastani (La Vanguardia). Uuringu järeldus on kitsam: eri vanuses surnud inimeste andmete põhjal kirjeldatakse ühe ajupiirkonna üldist suundumust, mitte kindlat tähtaega iga inimese arengus. Tulemus ei ütle ka, et õppimine selles vanuses lõpeb.

Umbes 60.–65. eluaasta paiku ilmnevad muutused taas, kuid koonduvad gliia- ja immuunrakkudesse, mitte ei hõlma kogu ajukoort (The Transmitter). Hispaania väljaanded seostasid varase elu aktiivsuse skisofreenia ja bipolaarse häirega seotud geenidega ning hilisema gliiarakkude aktiivsuse Alzheimeri tõvega seotud geenidega (El Imparcial). Geenirühmade aktiivsus langeb kokku eri eluetappidega, kuid see ei tõenda, et need mustrid haigusi põhjustavad.

Kus lõpeb vananemine ja algab haigus

Elukaare kaart muutub kasulikumaks, kui seda võrrelda sama kogumiku suurema kaaslasega. Üle haiguste piire ulatuv aju atlas hõlmab enam kui 6,3 miljonit rakutuuma 1494 doonorilt, kelle seas oli Alzheimeri ja Parkinsoni tõvega ning skisofreenia ja bipolaarse häirega inimesi (Nature). Rakutuumade arv ei tähenda sama suurt inimeste arvu ning vanusega seotud kõverad põhinevad ainult tervetel doonoritel. Atlas kirjeldab nii eri haigustele ühiseid kui ka ühe haigusega seotud rakulise aktiivsuse mustreid.

Naaseme dementsusega inimese ajukude uuriva teadlase juurde. Nüüd saab ta võrrelda immuunrakkudes leitud signaali sellega, kuidas samaealiste tervete inimeste aju rakud tavaliselt välja näevad. Kui signaal võrdlusandmetega sobib, on tegu tõenäoliselt tavalise vananemisega. Kui see kaldub tavapärasest kõrvale, võib seda edasi uurida.

Uuring annab võrdlusandmestiku, mis aitab eristada haigusega seotud signaale tavalisest vananemisest ühes ajukoore piirkonnas. See on teadustööriist, mitte diagnostiline test ega ravi. Labori- ja kliinilised uuringud peavad veel selgitama, millised kandidaatsignaalid tegelikult sümptomeid põhjustavad.