Egy új vizsgálat szerint az agyban lévő immunsejtek működésének befolyásolása megakadályozhatja a kognitív hanyatlás kialakulását.

Az öregedés és főleg az öregedés elkerülése mindig foglalkoztatta az embereket. Már Hérodotosz írásaiban is megjelent a fiatalság forrása, egy varázslatos forrás, melynek vize visszafiatalít bárkit, aki iszik belőle vagy megfürdik benne. Ilyen forrást persze soha nem talált senki, ám azóta is nagy erőkkel dolgoznak rajta az emberek, hogy visszafordítsák az öregedés kellemetlennek tartott következményeit. Az egyik ilyen következmény a kognitív hanyatlás, vagyis az értelmi képességek nagymértékű leromlása. Egy új vizsgálat szerint az agy őrei, a mikrogliák működésének megváltoztatása csökkenti a gyulladást és a neurodegenerációt az idős egerek agyában, ez pedig javítja az idegrendszeri funkciókat.

Gyulladás és neurodegeneráció az idősödés során

Az idősödés és a halál a fajfenntartás szempontjából előnyös folyamat. Az élőlények újabb és újabb generációkat hoznak létre, melyek között jó eséllyel lesznek, akik könnyebben túlélnek akár változó körülmények között is, így végső soron a faj is fennmarad, noha az egyedi életeknek vége szakad. Úgy tűnik, hogy az öregedés okozta biológiai hanyatlás hátterében a sejteket érő sérülések felhalmozódása áll. Ezek a sérülések önmagukban is károsan hatnak bizonyos életfolyamatokra, illetve olyan immunfolyamatokat indítanak be, melyek fiatalabb korban csak fertőzések hatására mennek végbe. A sérült sejtek olyan molekulákat szabadítanak fel, amelyek serkentik a gyulladást, illetve a sejtek közötti (extracelluláris) mátrix degradációját (ez a sejtek között található makromolekulák rendszere, amely fizikai és biokémiai támogatást nyújt a sejteknek).

Korábban kiderült, hogy a gyulladást egy olyan jelátviteli útvonal (cGAS-STING – ciklikus GMP-AMP szintáz – interferon genezis stimulátora) váltja ki, mely a sejttestben lévő DNS hatására lép működésbe. Az egészséges sejtekben a DNS csak a sejtmagban és a mitokondriumokban fordul elő, jelenléte a sejttestben valamilyen sérülésre utal. A jelátviteli útvonal aktivációja az interferonoknak nevezett molekulák felszabadulását idézi elő, amelyek beindítják a gyulladást.

A mikrogliákkal van a baj

Egy európai kutatócsoport azt vizsgálta, hogy milyen sejtekben aktiválódik az említett jelátviteli útvonal. A kutatók először sejttenyészetekben győződtek meg róla, hogy a H-151 nevű vegyület gátolja a jelátviteli útvonalat. Ezután idős (26 hónapos) egereket használtak és kimutatták, hogy a H-151 hatására egy sor idegrendszeri funkció jobban megőrződik. Lemérték például az egerek szorításának erejét és azt is, hogy mennyi időn át képesek fennmaradni egy ferde futószalagon. Ezek mellett a Morris-féle vízi labirintuson és a félelmi kondicionáláson is jobban teljesítettek az állatok, melyek a tanulást mérő feladatok.

Az idegrendszeri funkcióknál tapasztalt hatás és az a tény, hogy a H-151 átjut a vér-agy gáton, arra utaltak, hogy az agyban is aktiválódik a gyulladást előidéző jelátviteli útvonal, így a kutatók mintákat vettek az idős egerek agyából és ezeken folytatták a vizsgálódást. A H-151 kezelésen átesett állatoknál jóval kevesebb volt a gyulladásra utaló molekulák mennyisége, illetve nagyobb volt az idegsejtek sűrűsége és az idegsejtkapcsolatok száma is. A kutatók megvizsgálták, hogy mely agyi sejteknél változott meg számottevően a génkifejeződés a kezelés hatására, hiszen ez utal a sejtek működési sajátosságaira. Kiderült, hogy a mikrogliáknál van ilyen változás.

A mikrogliák az idegszövetben található gliasejtek csoportjába tartoznak és az agyi sejtek nagyjából 10%-át teszik ki. Legfőbb feladatuk az idegrendszer védelme, bekebelezik az esetleges behatolókat és eltakarítanak minden szükségtelen anyagot. További vizsgálatoknak köszönhetően az is kiderült, hogy az idős egerek mikrogliáiban található mitokondriumokban elváltozik a DNS szerkezete. A mitokondriumok saját DNS-sel rendelkeznek és mivel folyamatosan energiahordozó molekulákat (adenozin-trifoszfát – ATP) hoznak létre, ki vannak téve olyan kémiai hatásoknak, melyek roncsolhatják az őket felépítő szerves molekulákat. Úgy tűnik, hogy a DNS is erre a sorsra juthat és emiatt kikerülhet a sejttestbe, ahol aktiválja a cGAS-STING jelátviteli útvonalat. Ez interferonok felszabadulását eredményezi, melyek gyulladást idéznek elő. A gyulladás roncsolja az idegszövetet, egyes neuronok elpusztulhatnak, ez pedig végső soron kognitív hanyatláshoz vezet.

Mindezek alapján felmerülhet, hogy a H-151 használható lenne a kognitív hanyatlás megakadályozására, azonban ennek megerősítéséhez még további kísérletekre lesz szükség. A H-151 által gátolt jelátviteli útvonalnak ugyanis fontos szerepe van a fertőzések elleni védekezésben és így elképzelhető, hogy visszafelé sülne el a beavatkozás. Azt is fontos szem előtt tartani, hogy az egerek nagyjából 2 éves élettartama jóval elmarad az emberéhez képest, így nem teljesen biztos, hogy azonos folyamatok eredményezik a kognitív hanyatlást embereknél. Az emberi mikrogliák akár 20 éven keresztül is tevékenykedhetnek, tízszer annyit élnek, mint a kísérletben használt egerek. Mindenesetre az új eredmény utat nyit az öregedés egyik legrettegettebb következményének enyhítése irányába.

Ez a cikkem az Élet és Tudomány Agyi aktualitások rovatában jelent meg.

Források

How the cGAS–STING system links inflammation and cognitive decline (nature.com)

cGAS–STING drives ageing-related inflammation and neurodegeneration | Nature