284 donor agyatlasza feltárja az öregedés eltérő ütemét

A homlok mögötti agyterület, amely a tervezésért, a döntések mérlegeléséért és egy telefonszám fejben tartásáért felel, nem egyenletesen öregszik. Sejtjei között már fiatal korban nagy különbségek vannak, felnőttkorban ezek mérséklődnek, majd később ismét felerősödnek. Erre jutott egy kilenc tanulmányból álló, összehangolt kutatássorozat, amelyet a Mount Sinai kutatói vezettek (Mount Sinai). Az életkori mintázat sejttípusonként mutatja meg, hogyan néz ki a szokásos öregedés, így a kutatók azt is vizsgálhatják, mit tesz hozzá ehhez egy betegség.

Tegyük fel, hogy egy kutató idős korában demenciával élő ember agyszövetét vizsgálja, és szokatlan aktivitást talál az agy immunsejtjeiben. Ez a betegség jele, vagy ezek a sejtek egészséges idős agyban is így működnek? Az adott életkorra jellemző egészséges mintázat nélkül ezt nem lehet eldönteni.

Mit árul el a sejt működéséről az RNS?

Minden sejt ugyanazt a genetikai „szakácskönyvet” hordozza, de egy adott pillanatban csak az éppen használt recepteket másolja le. Ezek a munkapéldányok az RNS-ek. Megszámlálásuk pillanatfelvételt ad arról, mivel foglalkozott a sejt a mintavételkor. Ez a sejtek aktivitásáról árulkodik, de nem mutatja meg közvetlenül, milyen fehérjéket és idegi hálózatokat hoznak létre ezek a receptek.

A korábbi módszerek egyszerre olvasták le egy egész szövetdarab RNS-ét, mintha turmixolás után próbálnánk megítélni, milyen gyümölcsök voltak a gyümölcssalátában. Ha csak a mikroglia, vagyis az agy saját immunsejtjei változnak, ezt elnyomhatja a neuronok sokkal erősebb jele. Az itt alkalmazott, egyedi sejtmagokon végzett RNS-szekvenálás külön tartja a gyümölcsöket: a kutatók minden sejt fagyasztást is túlélő sejtmagját különválasztják, és annak RNS-ét olvassák le.

Sok ilyen pillanatfelvétel összevetésével sejttípusok szerint rendezhetők az adatok: megkülönböztethetők a neuronok, a gliának nevezett támasztósejtek, az immunsejtek és az erek sejtjei. Ezután vizsgálható, hogyan tér el egy-egy sejttípus a fiatal és az idős agyban. Az aktivitásmintázatot leginkább a sejttípus határozza meg: a The Transmitter beszámolója szerint a génaktivitás mért eltéréseinek 50,5 százalékát ez magyarázta (The Transmitter).

Három felvonás, nem egy születésnap

A legfiatalabb donorok agyában látszanak a legnagyobb különbségek. Juan Lerma, a CSIC idegtudósa az El Mundónak azt mondta, az RNS-mintázatok alapján gliasejtek képződnek, átalakulnak a neuronok közötti kapcsolatok, a szinapszisok, és egyes sejtek programozott sejthalállal tűnnek el (El Mundo). Ez a bekapcsolt gének mintázatából levont értelmezés, nem olyan folyamatok közvetlen megfigyelése, amelyek a mintavételkor történtek.

A vizsgálat 284 neurotipikus donor mintáira támaszkodott, akik csecsemőkortól 97 éves korig terjedő életkorban hunytak el. Az eredmények szerint a legtöbb neuron- és gliasejt-alcsoport aránya nagyjából 24 éves korra viszonylag állandóvá válik, bár akadnak kivételek (Nature). A La Vanguardia ebből azt a címet írta, hogy az emberi agy 24 éves korig érik (La Vanguardia). A kutatás ennél szűkebb állítást tesz. Mivel különböző életkorban elhunyt emberektől származó mintákat vet össze, egy agyterület népességszintű mintázatát írja le, nem egy konkrét életkort jelöl ki bárkinek. A tanulás befejeződéséről sem mond semmit.

Nagyjából 60–65 éves kortól ismét megjelennek az életkor szerinti különbségek, ám ezek főként a gliasejtekre és az immunsejtekre korlátozódnak, nem az egész agykéregre terjednek ki (The Transmitter). Spanyol lapok a fiatal kori aktivitást a skizofréniával és bipoláris zavarral összefüggő génekhez, az időskori gliaaktivitást pedig az Alzheimer-kórhoz kapcsolódó génekhez kötötték (El Imparcial). Ez azt jelenti, hogy bizonyos géncsoportok aktivitása egybeesik az adott életszakaszokkal; azt nem bizonyítja, hogy ezek a mintázatok betegséget okoznak.

Hol ér véget az öregedés, és hol kezdődik a betegség?

Az életkor szerinti térkép a gyűjtemény másik, nagyobb vizsgálatával együtt válik igazán hasznossá. A több betegségre kiterjedő atlasz több mint 6,3 millió sejtmagot vizsgált 1 494 donortól, köztük Alzheimer-kórral, Parkinson-kórral, skizofréniával vagy bipoláris zavarral élő emberektől (Nature). A sejtmagok száma nem azonos a donorok számával, és az életkor szerinti görbék csak az egészséges donorokra vonatkoznak. Az atlasz egyes sejtműködési programokat több betegségben közösnek, másokat egy-egy betegségre jellemzőnek talál.

Térjünk vissza a demenciával élő donor mintáját vizsgáló kutatóhoz. Most összevetheti az immunsejtekben talált aktivitást azzal, ahogyan ezek a sejtek hasonló korú, egészséges emberek agyában működnek. Ha a jel illeszkedik a mintázathoz, valószínűleg a szokásos öregedés része; ha eltér tőle, további vizsgálatra érdemes jelölt lehet.

Ez a kutatás eredménye: viszonyítási alapot ad ahhoz, hogy az agykéregnek ebben az egy régiójában megkülönböztessék a betegségekhez kapcsolódó jeleket a normális öregedéstől. Kutatási eszközről van szó, nem diagnosztikai tesztről vagy kezelésről. Laboratóriumi és klinikai vizsgálatoknak kell kideríteniük, hogy a lehetséges jelek közül melyek járulnak hozzá ténylegesen a tünetekhez.