Capacitatea creierului de a se reînnoi scade odată cu înaintarea în vârstă, iar acest proces este strâns legat de diminuarea funcţiilor cognitive. Un nou studiu descrie un mecanism molecular care ajută creierul îmbătrânit să îşi păstreze potenţialul de regenerare, oferind indicii importante despre modul în care apar schimbările în creier asociate vârstei.
O proteină recent identificată ajută creierul îmbătrânit să îşi menţină capacitatea de a genera noi celule nervoase, potrivit unui studiu realizat de cercetători de la Facultatea de Medicină Yong Loo Lin din cadrul Universităţii Naţionale din Singapore (NUS).
Descoperirea vizează un mecanism molecular care susţine activitatea celulelor stem neuronale, o funcţie care se reduce progresiv odată cu vârsta şi contribuie la declinul funcţiilor cerebrale.
Rezultatele au fost publicate în revista Science Advances.
Studiul se concentrează asupra unui factor de transcripţie numit DMTF1 (cyclin D-binding myb-like transcription factor 1 / factor de transcripţie de tip Myb 1, cu afinitate pentru ciclina D), o proteină care controlează activarea anumitor gene şi coordonează comportamentul celular.
Cercetătorii au arătat că DMTF1 are un rol central în menţinerea activităţii celulelor stem neuronale pe măsură ce creierul îmbătrâneşte, ceea ce îl plasează printre elementele-cheie implicate în biologia îmbătrânirii cerebrale.
Echipa de la Departamentul de Fiziologie şi al programului Healthy Longevity Translational Research Programme de la NUS Medicine a urmărit să înţeleagă de ce celulele stem neuronale îşi pierd în timp capacitatea de regenerare şi dacă acest proces poate fi influenţat.
Pentru a analiza rolul DMTF1, cercetătorii au studiat celule stem neuronale de origine umană şi modele de laborator concepute să reproducă îmbătrânirea accelerată.
Au fost utilizate analize care au identificat regiunile din genom unde se leagă proteina şi studii de transcriptom, care urmăresc modificările activităţii genelor, pentru a identifica zonele din genom unde acţionează DMTF1 şi modul în care acesta influenţează expresia genică.
Un accent special a fost pus pe comportamentul DMTF1 în celulele stem neuronale cu telomeri afectaţi. Telomerii sunt structuri protectoare aflate la capătul cromozomilor, care se scurtează la fiecare diviziune celulară, iar reducerea lor progresivă este considerată un marker al îmbătrânirii.
Cercetătorii au observat că nivelurile de DMTF1 sunt mai scăzute în celulele stem neuronale „îmbătrânite”. Reactivarea acestei proteine, fără alte intervenţii, a fost suficientă pentru a restabili capacitatea de regenerare a celulelor, sugerând un rol direct al DMTF1 în menţinerea funcţiei acestora.
Studiul a mai arătat că DMTF1 reglează activitatea unor gene auxiliare, Arid2 şi Ss18, care permit ADN-ului să devină mai accesibil şi să activeze alte gene implicate în creşterea celulară. Atunci când aceste gene nu sunt controlate corespunzător, celulele stem neuronale îşi pierd capacitatea de auto-reînnoire.
Autorii subliniază că regenerarea deficitară a celulelor stem neuronale este de mult timp asociată cu îmbătrânirea neurologică, deoarece limitează formarea de noi celule necesare proceselor de învăţare şi memorie. Deşi unele studii au arătat că această regenerare poate fi parţial refăcută, mecanismele implicate au rămas insuficient înţelese.
Rezultatele actuale sugerează că stimularea expresiei sau activităţii DMTF1 ar putea reprezenta o direcţie de cercetare pentru menţinerea funcţiei celulelor stem neuronale odată cu vârsta.
Cercetătorii precizează că datele provin în principal din experimente de laborator şi că sunt necesare studii suplimentare pentru a evalua dacă o creştere a nivelului de DMTF1 poate spori numărul de celule stem neuronale şi susţine funcţiile de învăţare şi memorie în condiţii de îmbătrânire naturală sau de scurtare a telomerilor, fără a creşte riscul de tumori cerebrale.
Obiectivul pe termen lung este identificarea unor molecule mici capabile să crească activitatea DMTF1 şi să îmbunătăţească funcţia celulelor stem neuronale la vârste înaintate, pe baza mecanismelor descrise în acest studiu.
