Creierul îmbătrânește inegal: harta celor 284 de donatori

Regiunea cerebrală din spatele frunții, care ne ajută să planificăm, să cântărim opțiuni și să păstrăm temporar în minte un număr de telefon, nu îmbătrânește uniform. Celulele din această zonă se schimbă mult în primii ani de viață, se stabilizează la vârsta adultă și își modifică din nou activitatea mai târziu, potrivit unuia dintre cele nouă studii publicate de un consorțiu internațional condus de cercetători de la Mount Sinai (Mount Sinai). Această evoluție le oferă cercetătorilor un reper pentru îmbătrânirea obișnuită, pe fiecare tip de celulă, și îi ajută să distingă efectele bolilor.

Să ne imaginăm o cercetătoare care examinează țesut cerebral de la o persoană în vârstă care a murit cu demență. Observă o activitate neobișnuită în celulele imunitare ale creierului. Este un efect al bolii sau felul în care se comportă aceste celule într-un creier îmbătrânit? Fără un reper sănătos pentru acea vârstă, nu poate face diferența.

Ce ne arată activitatea unei celule

Toate celulele au același ADN, dar nu folosesc simultan toate genele. Când o genă este activă, celula produce copii de ARN ale instrucțiunilor ei. Numărarea acestor molecule oferă o imagine a activității celulei în momentul recoltării țesutului. Este un indiciu despre ce făcea celula, nu o măsurare directă a proteinelor și circuitelor pe care le formează instrucțiunile genetice.

Metodele mai vechi analizau ARN-ul dintr-o bucată întreagă de țesut, astfel că semnalele specifice unor celule puteau fi acoperite de cele mai numeroase. O schimbare limitată la microglie, celulele imunitare rezidente ale creierului, s-ar putea pierde în semnalul mult mai puternic al neuronilor. Metoda folosită în acest studiu, secvențierea ARN-ului din nuclee individuale, păstrează semnalele separate: cercetătorii extrag nucleul fiecărei celule, care rezistă la congelare, și îi analizează ARN-ul.

Comparând multe astfel de imagini, cercetătorii pot distinge tipuri de celule: neuroni, celule gliale de susținere, celule imunitare și celule ale vaselor de sânge. Apoi pot vedea cum diferă fiecare tip între creierele tinere și cele vârstnice. Tipul de celulă explică cea mai mare parte a variației observate: potrivit The Transmitter, acesta a reprezentat 50,5 % din variația măsurată a activității genelor (The Transmitter).

Trei etape, nu un prag fix de vârstă

Cele mai mari diferențe apar la cei mai tineri donatori. Neurocercetătorul Juan Lerma, de la CSIC, a declarat pentru El Mundo că tiparele de ARN sugerează producerea celulelor gliale, remodelarea sinapselor — conexiunile dintre neuroni — și eliminarea celulelor prin moarte celulară programată (El Mundo). Este o interpretare a genelor active, nu descrierea unor procese observate direct de cercetători.

Studiul a analizat probe de la 284 de donatori neurotipici, de la sugari până la persoane de 97 de ani, și a constatat că proporțiile relative ale majorității subtipurilor de neuroni și celule gliale devin destul de stabile în jurul vârstei de 24 de ani, cu unele excepții (Nature). La Vanguardia a transformat rezultatul într-un titlu potrivit căruia creierul uman nu își încheie maturizarea până la 24 de ani (La Vanguardia). Concluzia studiului este mai restrânsă: pentru că reunește date de la persoane diferite, decedate la vârste diferite, descrie o tendință a populației într-o singură regiune cerebrală, nu stabilește o dată în dezvoltarea fiecărei persoane și nu spune că învățarea se oprește.

În jurul vârstei de 60–65 de ani, diferențele reapar și se concentrează în celulele gliale și imunitare, în loc să se răspândească în tot cortexul (The Transmitter). Presa spaniolă a asociat activitatea din primii ani de viață cu gene legate de schizofrenie și tulburarea bipolară, iar activitatea glială de la vârste înaintate cu gene legate de Alzheimer (El Imparcial). Suprapunerea dintre momentul activării unor seturi de gene și anumite etape ale vieții nu arată că aceste tipare provoacă bolile.

Unde se termină îmbătrânirea și începe boala

Harta evoluției creierului pe durata vieții este mai utilă alături de studiul mai amplu din aceeași colecție. Un atlas care compară mai multe boli analizează peste 6,3 milioane de nuclee celulare de la 1.494 de donatori, inclusiv persoane cu Alzheimer, Parkinson, schizofrenie și tulburare bipolară (Nature). Numărul de nuclee nu este numărul de persoane, iar curbele de vârstă provin doar de la donatorii sănătoși. Atlasul identifică atât programe de activitate comune mai multor boli, cât și programe specifice uneia dintre ele.

Revenind la cercetătoarea care analizează proba de la persoana cu demență, aceasta poate compara acum semnalul din celulele imunitare cu aspectul obișnuit al acestor celule în creierele sănătoase ale unor persoane de vârstă apropiată. Dacă semnalul se potrivește, probabil ține de îmbătrânirea obișnuită; dacă se abate de la tiparul cunoscut, devine un indiciu care merită investigat.

Studiul oferă un reper pentru a deosebi semnalele asociate bolilor de cele ale îmbătrânirii obișnuite, într-o singură regiune a cortexului. Este un instrument de cercetare, nu un test de diagnostic sau un tratament. Experimentele de laborator și cele clinice trebuie să arate acum care dintre aceste semnale candidate contribuie, de fapt, la simptome.