Изследване, финансирано от Националните институти по здравеопазване на САЩ (NIH) установи значителни промени в имунната среда на хипокампусa – област на мозъка, която играе ключова роля в ученето и паметта. Получените данни сочат, че тази имунна промяна започва в средна възраст и може да обясни как стареенето допринася за продължителното възпаление на мозъка, често наблюдавано при невродегенеративните заболявания.

„Стареенето е най-големият рисков фактор за развитие на деменция, но нашето разбиране за това как то води до заболяването все още е непълно. Тази досега скрита промяна в микроглията, открита благодарение на иновациите в технологиите и мисленето, може да се превърне във важен ключ към решаването на тази загадка“.

заяви д-р Ричард Ходес, директор на Националния институт за стареене (NIA) към NIH Имунните клетки на мозъка започват да се променят в средна възраст

Изследователи от Калифорнийския университет в Сан Диего, Нюйоркския геномния център и Калифорнийския университет в Ървайн използваха съвременни методи за анализ на единични клетки, за да изследват посмъртна тъкан от хипокампуса на 40 неврологично здрави възрастни хора на възраст от 20 до 95 години. Анализът им показа, че микроглията (основните имунни клетки на мозъка) постепенно намалява на възраст между 50 и 75 години. В същото време, по всичко личи, че тя се замества от клетки с по-силни възпалителни сигнали и други характеристики, сходни с тези на имунните клетки от периферната кръв.

Това откритие поставя под съмнение дългогодишното предположение относно микроглията. Смяташе се, че тези клетки, които се образуват за първи път по време на ембрионалното развитие, остават в мозъка и се обновяват постоянно през целия живот на човека.

Авангардни методи разкриват произхода на клетките

За да проучи подробно влиянието на стареенето върху човешкия мозък, екипът съчета стандартни измервания на генната активност с нови методи, които картографират триизмерната структура на генома и неговите химически модификации, известни като епигеном.

„Експресията на гените ни показва какво прави клетката днес, но епигенетичните сигнатури съхраняват информация за това откъде произхожда клетката. Комбинирайки тези подходи, открихме значителна промяна в идентичността и произхода на имунните клетки в застаряващия мозък, която не би била установена, ако разглеждахме данните за генната експресия поотделно.“

обяснява първият автор на изследването Натан Земке, доктор по философия, директор по геномика на единични клетки в Центъра по епигеномика на Калифорнийския университет в Сан Диего Стареенето оказва влияние и върху хематоенцефалната бариера

Изследването също така установи признаци на свързано с възрастта влошаване на състоянието на клетките, поддържащи хематоенцефалната бариера – защитната граница, която контролира преминаването на вещества от кръвообращението към мозъка. Освен това, в много видове мозъчни клетки стареенето беше свързано с широкомащабни и координирани промени във физическата организация на генома.

„Прогресиращите структурни нарушения бяха тясно свързани с промени в генната регулация и клетъчната идентичност, което потенциално разкрива фундаментална характеристика на стареенето на човешкия мозък.“

отбелязва Бин Рен, доктор по философия, съавтор на изследването, научен директор и главен изпълнителен директор на Нюйоркския геномния център, професор по генетика и развитие в Колумбийския университет

Възможна връзка с болестта на Алцхаймер

Бъдещите изследвания ще проучват защо резидентни микроглиални клетки се губят с възрастта и дали наскоро откритата трансформация на имунните клетки допринася пряко за болестта на Алцхаймер и други неврологични състояния, свързани със стареенето.

„Разбирането на тези клетъчни преходи може да отвори нови възможности за разработване на интервенции, които запазват мозъчната функция и намаляват уязвимостта към невродегенеративни заболявания.“

казва Сянмин Сюй, доктор по философия, професор и директор на Центъра за картиране на невронни вериги в Калифорнийския университет в Ървайн, съавтор на изследването