284 darovalcev razkriva potek staranja možganov

Predel možganov za čelom, ki nam pomaga načrtovati, tehtati odločitve in si zapomniti telefonsko številko, se ne stara enakomerno. Značilnosti njegovih celic se v zgodnjem življenju močno spreminjajo, v odraslosti se večinoma ustalijo, pozneje pa se znova spremenijo, ugotavlja ena od devetih usklajenih raziskav mednarodnega konzorcija pod vodstvom raziskovalcev Mount Sinai (Mount Sinai). Ta krivulja daje znanstvenikom referenčno sliko običajnega staranja po posameznih tipih celic, da lahko ugotovijo, kaj k njej prispeva bolezen.

Predstavljajmo si raziskovalko, ki pregleduje možgansko tkivo človeka, ki je v starosti umrl z demenco. V imunskih celicah možganov opazi nenavadno aktivnost. Je to posledica bolezni ali pa se te celice tako vedejo v vseh starih možganih? Brez zdrave primerjalne osnove za to starost ne more vedeti.

Kaj celica počne

Vsaka celica nosi enako genetsko zbirko receptov, vendar v danem trenutku prepisuje le tiste, ki jih uporablja. Te delovne kopije so RNA. Če jih preštejemo, dobimo posnetek tega, s čim se je celica ukvarjala v času odvzema tkiva. To je pokazatelj njene aktivnosti, ne neposreden vpogled v beljakovine in nevronska omrežja, ki nastanejo na podlagi teh receptov.

Starejše metode so RNA odčitale iz celotnega koščka tkiva naenkrat, kot da bi sadno solato zmešali v smuti in jo potem ocenjevali kot celoto. Sprememba, omejena na mikroglijo, imunske celice, ki stalno prebivajo v možganih, se lahko izgubi v precej močnejšem signalu nevronov. Pri sekvenciranju RNA v posameznih celičnih jedrih raziskovalci ohranijo vzorce ločene: izolirajo jedro vsake celice, ki preživi zamrzovanje, in RNA preberejo v vsakem jedru posebej.

Primerjava številnih posnetkov raziskovalcem omogoča, da celice razvrstijo po tipih: med nevrone, podporne celice, imenovane glija, imunske celice in celice krvnih žil. Nato lahko preverijo, kako se posamezni tipi razlikujejo med mladimi in starimi možgani. Na celotno sliko najbolj vpliva tip celice. Po poročanju The Transmitter je pojasnil 50,5 odstotka izmerjenih razlik v aktivnosti genov (The Transmitter).

Tri obdobja, ne en sam rojstni dan

Največ razlik je pri najmlajših darovalcih. Nevroznanstvenik Juan Lerma iz španskega CSIC je za El Mundo povedal, da vzorci RNA kažejo na nastajanje glialnih celic, preoblikovanje sinaps (povezav med nevroni) in odstranjevanje celic s programirano celično smrtjo (El Mundo). To je razlaga na podlagi tega, kateri geni so aktivni, ne pa neposredno opazovanje teh procesov.

Raziskava je zajela 284 nevrotipičnih darovalcev, starih od prvih mesecev življenja do 97 let. Pokazala je, da se relativni deleži večine podtipov nevronov in glialnih celic okoli 24. leta razmeroma ustalijo, čeprav obstajajo izjeme (Nature). La Vanguardia je ugotovitev povzela v naslovu, da človeški možgani dozorijo šele pri 24 letih (La Vanguardia). Dejansko gre za ožji sklep: raziskava primerja vzorce različnih ljudi, ki so umrli pri različnih starostih, zato opisuje populacijski vzorec v enem možganskem predelu, ne osebnega mejnika pri 24 letih. Prav tako ne pove, da se takrat konča učenje.

Pri približno 60. ali 65. letu se razlike znova pojavijo; osredotočene so predvsem na glialne in imunske celice, ne pa razpršene po celotni možganski skorji (The Transmitter). Španski mediji so zgodnjo aktivnost povezali z geni, povezanimi s shizofrenijo in bipolarno motnjo, poznejšo aktivnost glije pa z geni, povezanimi z Alzheimerjevo boleznijo (El Imparcial). Gre za časovno ujemanje med aktivnostjo genskih skupin in življenjskimi obdobji; iz tega ne sledi, da kateri od vzorcev povzroča bolezen.

Kje se staranje konča in začne bolezen

Zemljevid staranja največ pove v primerjavi z obsežnejšim spremljevalnim atlasom. Atlas, ki zajema več bolezni, analizira več kot 6,3 milijona celičnih jeder 1.494 darovalcev, med njimi ljudi z Alzheimerjevo in Parkinsonovo boleznijo, shizofrenijo ter bipolarno motnjo (Nature). Število jeder ni število ljudi, starostne krivulje pa temeljijo samo na zdravih darovalcih. Atlas opisuje nekatere programe aktivnosti, skupne več boleznim, in druge, značilne za posamezno bolezen.

Vrnimo se k raziskovalki z vzorcem človeka, ki je v starosti umrl z demenco. Zdaj lahko signal v njegovih imunskih celicah primerja z običajno podobo teh celic pri zdravih ljudeh podobne starosti. Če se signal ujema, verjetno odraža običajno staranje; če odstopa od krivulje, je lahko vreden nadaljnje raziskave.

Raziskava ponuja referenčno izhodišče za razlikovanje med signali, povezanimi z boleznijo, in običajnim staranjem v tem predelu možganske skorje. Gre za raziskovalno orodje, ne za diagnostični test ali način zdravljenja. Laboratorijske in klinične raziskave morajo zdaj pokazati, kateri od možnih signalov dejansko prispevajo k simptomom.