A Surprising New Protein Player Restores Memory In Old Mice

Taasavaldanud Platon

järgijaid: 0

Kui olete pikaealisuse uuringuid jälginud, teate juba seda lugu: Noor veri, kas otse infundeerituna või süstitakse vanadesse hiirtesse, taastab mitme elundi funktsioonid oma nooremale minale ja pikendab eluiga.

Lihased taastuvad. Südamekuded taastavad oma jõu. Õppimise ja mälu jaoks olulised ajupiirkonnad süttivad, nii et ravitud eakad loomad õpivad ja mäletavad uusi keskkondi kiiremini ja paremini kui sama vanad eakaaslased.

Kuigi see teraapia pole kaugeltki vanasõna "nooruse allikas", on see teraapia äratanud nii teadlaste kui ka ettevõtjate huvi ja kujutlusvõimet. Kliinilised uuringud on töödes Alzheimeri tõve jaoks. Kaubandusettevõtted pakuvad eksperimentaalseid infusioone neile, kellel on tahtmist ja rikkust enda peal proovile panna. Et oleks väga selge: inimeste raviandmed on napid. Entusiasm on aga jõudmas kõigi aegade kõrgeim.

Hüpe kõrvale jättes jääb põhiküsimuseks: miks teraapia hiirtel toimib? Mis on see komponent, mis muudab noorlooma vere noorendavaks eliksiiriks?

Sel nädalal avastas Saul Villeda juhitud meeskond San Francisco ülikoolist üllatava kandidaadi: trombotsüütide faktori 4 (PF4). Valk pole teadusele ega elule võõras – teie keha tekitas lapsena tõenäoliselt hunnikut, kui lonkates kraabitud põlvega koju tagasi. PF4 on osa veresüsteemist, mis tihendab purunenud veresooni ja aitab pärast vigastusi vere hüübida.

Uus uuring, avaldatud loodus, näitas, et tagasihoidlik valk pole kaugeltki ühe triki poni. PF4, mitte lihtne valguhammas keha haavade paranemismasinas, toimib ka aju ja immuunsüsteemi vahelise saadikuna. Noorena vähendab valgu "väravavaht" põletikku ja aitab säilitada aju kognitiivseid funktsioone.

Kahjuks väheneb PF4 tase kehas vanusega. Tilk kutsub esile põletikusädeme aju "mälukeskuses" - hipokampuses - ja takistab neuronite suhtlemisvõimet. Närvivõrgud süttivad valesti. Nagu ka mälu: eakal loomal on raske uusi kohti meelde jätta või uusi ülesandeid õppida.

See pole kõik halvad uudised. Ühes testis taastas PF4 torkimine osaliselt organismi immuunsüsteemi, alandades põletikku soodustavate valkude taset ja parandades eakate hiirte kognitsiooni.

"Minu arvates oli see ülimalt üllatav," rääkis Villeda Singulaarsuse keskus. "Tavaliselt pean trombotsüüte pigem mängijate toetamiseks, kuid siin… [nad] on aktiivsed kognitiivse noorendamise käivitajad."

"Terapeutilised võimalused on väga põnevad," ütles pikaealisuse uurija David Sinclair Harvardi ülikoolist, kes ei osalenud uuringus.

Aju, keha, veri

Aju kaitseb rakusein, mida nimetatakse hematoentsefaalbarjääriks, mis üldiselt takistab suurte molekulide imbumist verest ajukoesse. Meie noogid räägivad aga pidevalt ülejäänud kehaga läbi väiksemate veres leiduvate keemiliste sõnumitoojate.

See kõlab kummaliselt, kuid veri kannab palju keemilisi informante, mis annavad ajule ülevaate keha seisundist – nälg, kuumus, stress. Need sõnumitoojad omakorda reguleerivad ka närvivõrgu aktiivsust ja isegi uute neuronite sündi ajus.

Üle kümne aasta tagasi avastasid Villeda ja tema kolleegid, et noorte hiirte vereringesüsteemi ühendamine eakate hiirtega keeras näriliste vanaisade jaoks kella tagasi (kahju noortest – nad vananesid kiiremini). Vere vedela komponendi, mida nimetatakse plasmaks, süstimisel oli sarnane noorendav toime mitmele elundile.

Muuhulgas pani see tulemus mitu meeskonda jahtima noore vere "maagilist" komponenti. Neid on olnud mõned, igaühel on arusaamatu nimi. Näited? GDF11. gpld1. Asi pole akadeemilises kalapüügis. Pigem on vaja leida üks verefaktor või tõenäoliselt tegurite kokteil, mis kontrollib vananemist. Nende valkude sihtimisega saaksime potentsiaalselt aeglustada või tagasi pöörata vananemise märke ja võidelda vanusega seotud haiguste koormuse vastu.

Teemant töötlemata

Õige. Miks siis trombotsüüdid?

See taandub noore vere eksperimentaalsele retseptile.

Plasma, vere vesine osa, on täidetud lahustuvate valkudega, nagu siirupis lahustunud suhkur. Tavaline plasma valmistamise meetod nn “noore vere” süstimiseks jätab aga preparaadi sisse mõned trombotsüüdid. Need pisikesed vererakud, mis on kujundatud nagu taldrikud, aitavad tavaliselt verejooksu peatada ja haavu ravida. See eksperimentaalne luksumine pani Villeda ja teised laborid küsima: oodake, kas trombotsüüdid on seotud ajufunktsiooni taastamisega?

Esimeses testis võrdles töörühm noorte trombotsüütidega süstitud hiirte geeniekspressiooniprofiile sama vanade hiirtega, kellele manustati soolalahust. Pärast ravi ilmus esile tonni immuunsüsteemiga seotud geene, mis viitasid põlevale ajule – neuropõletikule – kui vananemise märgile.

Järgmisena süstisid nad kuu aja jooksul eakatele hiirtele noori trombotsüüte. Torked vähendasid hipokampuse neuropõletikku mitmel viisil. Aju immuunrakud, mida nimetatakse mikrogliaks, mis tavaliselt soodustavad põletikku vananevas ajus, jahtusid. Põletikuliste valkude tase langes.

Ootamatu kangelane

Suurepärane. Kuid trombotsüütidel on mitu valku. Kas on mõni, mis paistab silma? Või kas mitu mängijat löövad ajahamba ümberpööramiseks kokku?

Kasutades mitmeid biokeemilisi uuringuid, nullis meeskond lõpuks PF4. Trombotsüütide faktor tundus olevat ideaalne sõdur vananemisega võitlemiseks: selle tase on kõrge noorematel loomadel, kuid langeb kiiresti vanadel loomadel – nii hiirte kui ka meeste kudedes.

Laboris valmistatud PF4 süstimine eakatele hiirtele võttis kokku varasemad tulemused noorte trombotsüütide abil. Neuropõletik hipokampuses vaibus. Microglia jahtus ja nende sisemised põletikueelsed geenid olid madalal tasemel.

Üllataval kombel taastas PF4 sarnaselt vanadele trombotsüütidega ravitud hiirtele ka organismi immuunsüsteemi – näiteks immuunsüsteemi T-rakud – nooruslikuma profiili. Muutused ilmnesid ainult vanematel hiirtel – noored, kellele tehti samad PF4 torked, jätkasid oma lõbusat teed, ilma et nende ajupõletiku staatus muutusid.

"Näen põletikku nii kehas kui ajus kui peamist vananemise tõukejõudu. Tundub, et see on tõesti üks protsess, mis ühendab vananemist neurodegeneratiivsete haigustega, ja ma arvan, et üha enam keskendume immuunsüsteemile, et päästa kognitiivsed funktsioonid vananemise ja haiguste korral, ”ütles Villeda.

PF4 ei summutanud ainult immuunsüsteemi kulutulekahju vananevas ajus. Täiendav analüüs näitas, et verefaktori süstid segasid molekulaarsete protsesside kaskaadi, mis aitab neuronitel üksteisega ühendust võtta ja nendega suhelda, mida sageli peetakse mälu ja tunnetuse aluseks.

Siis on lõplik kinnitus: eakad hiired, kellele süstiti inimese PF4, toimisid kahes erinevas mälu- ja navigatsioonitestis paremini kui nende eakaaslased, mis mõlemad koormavad hipokampust tugevalt.

Õudne tegevus eemalt

Vananemine on keeruline ja PF4 on vaid osa mõistatusest.

Aga võib-olla suur osa. Dena Dubal ja David Coulter California ülikoolist San Franciscos, samuti PF4 peal kui "sõnumitooja" klothole, hormoonile, mis parandab kognitsiooni vananevas ajus. Vahepeal Tara Walker Queenslandi ülikoolis avastatud Pärast treeningut kõrgenenud PF4 suurendab hipokampust, et genereerida uusi neuroneid ning taastada eakate hiirte õppimisvõime ja mälu.

Tulemused "äratasid mind," selgitas Villeda. Kõik kolm uurimisrühma leidsid, et PF4 on ühendav tegur mitmes vananemisvastases ravis – noor veri, klotho ja kehaline koormus. See viitab lähenevale mehhanismile, mis võib-olla reguleerib vananemise mitmeid tahke.

"Mind hämmastas tõsiasi, et mitmed rühmad tuvastasid sama noorendava teguri, ja arvavad tõesti, et perifeerse immuunsüsteemi sihtimine osutub paljulubavaks kognitiivse funktsiooni tugevdamisel," ütles Villeda.

See ei tähenda, et PF4 on the,en hõbekuul aja tiksumise vastu. Vananemine seab kõigi bioloogia väljakutseid veidi erinevalt. PF4 – nagu ka teised noorust soodustavad tegurid – võib olla vaid osa tervise pikendamise pildist, kui me halliks jääme.

"Lõppkokkuvõttes arvan, et see on kombinatoorne strateegia, mis annab kõige täielikuma "noorendamise" efekti," ütles Villeda.

Image Credit: Liivane Millar / Unsplash