Egy meglepő új fehérjelejátszó helyreállítja a régi egerek memóriáját

Egy meglepő új fehérjelejátszó helyreállítja a régi egerek memóriáját

Időbélyeg: 18. augusztus 2023. 10:00
Egy meglepő új fehérjelejátszó helyreállítja a memóriát a régi egerekben, PlatoBlockchain adatintelligenciában. Függőleges keresés. Ai.

Rendben, emberek, csináljuk ezt még egyszer.

Ha követte a hosszú élettartam kutatását, már ismeri a történetet: fiatal vér, akár közvetlenül infúzióban, akár injektált öreg egerekbe, helyreállítja több szervi funkció fiatalabb énjüknek és a meghosszabbítja az életet.

Az izmok regenerálódnak. A szívszövetek visszanyeri erejüket. A tanulás és a memória szempontjából kritikus agyi régiók felgyorsulnak, így a kezelt idős állatok gyorsabban és jobban tanulnak és emlékeznek az új környezetekre, mint a hasonló korú társaik.

Bár a terápia távol áll a közmondásos „fiatalság forrásától”, a tudósok és a vállalkozók érdeklődését és fantáziáját egyaránt megragadta. A klinikai vizsgálatok az a művekben Alzheimer-kórra. Kereskedelmi társaságok A kísérleti infúziókat azoknak ajánlják fel, akiknek van kedvük és gazdagságuk, hogy kipróbálják magukat. Hogy nagyon világos legyen: az emberekre vonatkozó kezelési adatok szűkösek. A lelkesedés azonban eléri minden idők legnagyobb.

A hírverést félretéve egy alapvető kérdés marad: Miért működik a terápia egereken? Mi az az összetevő, amely egy fiatal állat vérét fiatalító elixírré változtatja?

Ezen a héten a Saul Villeda vezette csapat a San Francisco-i Egyetemen meglepő jelöltet fedezett fel: a 4-es thrombocyta-faktort (PF4). A fehérje nem idegen a tudománytól vagy az élettől – a tested valószínűleg egy csomót termelt gyerekként, amikor lekapart térddel sántikált haza. A PF4 a vérrendszer része, amely elzárja a törött ereket, és elősegíti a vérrögképződést sérülések után.

Az új tanulmány, kiadva Természet, megmutatta, hogy az igénytelen fehérje messze nem egy trükkös póni. A PF4 nem egy egyszerű fehérje fogaskerék a test sebgyógyító gépében, hanem nagykövetként is működik az agy és az immunrendszer között. Fiatalon a fehérje „kapuőr” csillapítja a gyulladást, és segít fenntartani az agy kognitív funkcióit.

Sajnos a PF4 szintje a szervezetben az életkorral csökken. A csepp gyulladás szikráját gerjeszti az agy „memóriaközpontjában” – a hippocampusban –, és gátolja az idegsejtek kommunikációs képességét. A neurális hálózatok gyújtáskimaradások. Ahogy a memória is: egy idős állat küzd, hogy új helyekre emlékezzen vagy új feladatokat tanuljon meg.

Nem minden rossz hír. Az egyik tesztben a PF4 beütése részben visszaállította a szervezet immunrendszerét, csökkentve a gyulladást elősegítő fehérjék szintjét, és javította az idős egerek megismerését.

„Nagyon meglepőnek találtam” – mondta Villeda Singularity Hub. „Általában úgy gondolom, hogy a vérlemezkék inkább támogató játékosok, de itt… [ők] a kognitív fiatalítás aktív mozgatórugói.”

„A terápiás lehetőségek nagyon izgalmasak” mondott David Sinclair, a hosszú élettartam kutatója a Harvard Egyetemen, aki nem vett részt a tanulmányban.

Agy, Test, Vér

Az agyat a vér-agy gátnak nevezett sejtfal védi, amely általában megakadályozza, hogy a nagy molekulák a vérből az agyszövetbe szivárogjanak. Mindazonáltal noggink folyamatosan beszélnek a test többi részével a vérben lévő kisebb kémiai hírvivőkön keresztül.

Furcsán hangzik, de a vér rengeteg kémiai adathordozót hordoz, amelyek tájékoztatják az agyat a test állapotáról – éhségről, hőségről, stresszről. Ezek a hírvivők viszont szabályozzák a neurális hálózatok aktivitását, sőt az új neuronok születését is az agyban.

Több mint egy évtizeddel ezelőtt Villeda és munkatársai úgy találták, hogy a fiatal egerek keringési rendszerének összekapcsolása idős egerekkel visszafordította a rágcsáló nagypapák idejét (kár a fiatalokért – gyorsabban öregedtek). A vér folyékony komponensének, az úgynevezett plazmának az injekciója hasonló fiatalító hatást fejtett ki több szerv számára.

Az eredmény többek között arra késztetett több csapatot is, hogy a fiatal vérben lévő „varázslatos” komponensre induljanak. Volt néhány, mindegyiknek kifürkészhetetlen a neve. Példák?  GDF11. gpld1. A lényeg nem egy tudományos horgászat. Inkább az, hogy találjunk egy olyan vérfaktort – vagy valószínűleg faktorok koktélját –, amely szabályozza az öregedést. Ezeknek a fehérjéknek a megcélzásával potenciálisan lassíthatjuk vagy visszafordíthatjuk az öregedés jeleit, és kezelhetjük az életkorral összefüggő betegségek terhét.

Csiszolatlan gyémánt

Jobb. Akkor miért a vérlemezkék?

Ez a fiatal vér kísérleti receptje.

A plazma, a vér „vizes” része, tele van oldható fehérjékkel, mint a szirupban oldott cukor. Az úgynevezett „fiatal vér” injekciókhoz való plazmakészítés szokásos módja azonban néhány vérlemezkét hagy a készítményben. Ezek az apró vérsejtek, amelyek tányér alakúak, általában segítenek megállítani a vérzést és begyógyítják a sebeket. Ez a kísérleti csuklás arra késztette Villedát és más laboratóriumokat, hogy megkérdezzék: várjunk csak, részt vesznek-e a vérlemezkék az agyműködés helyreállításában?

Az első tesztben a csapat összehasonlította a fiatal vérlemezkékkel injektált egerek génexpressziós profilját a sóoldatot kapott hasonló korú egerekkel. Rengeteg immunrendszerrel kapcsolatos gén bukkant fel a kezelés után, jelezve a lángokban álló agyat – ideggyulladást – az öregedés jeleként.

Ezután fiatal vérlemezkéket fecskendeztek idős egerekbe egy hónapon keresztül. Az ütések többféle módon csökkentették a hippocampus ideggyulladását. Az agy immunsejtjei – úgynevezett mikroglia –, amelyek általában elősegítik a gyulladást az öregedő agyban – kihűlnek. A gyulladásos fehérjék szintje csökkent.

Egy váratlan hős

Nagy. De a vérlemezkék több fehérjét tartalmaznak. Van olyan, ami kiemelkedik? Vagy több játékos is összefog, hogy megfordítsa az idő pusztítását?

Egy sor biokémiai tanulmány segítségével a csapat végül nullázta a PF4-et. A vérlemezke-faktor tökéletes katonának tűnt az öregedés elleni küzdelemben: szintje magas a fiatalabb állatoknál, de gyorsan csökken az időseknél – az egerek és a férfiak szöveteiben egyaránt.

A laboratóriumban készített PF4 idős egerekbe való injektálása összefoglalta a fiatal vérlemezkék alkalmazásával végzett korábbi eredményeket. A hippocampus ideggyulladása megszűnt. A Microglia kihűlt, belső gyulladáskeltő génjeik alacsonyan tárcsáztak.

Meglepő módon a PF4 a vérlemezkékkel kezelt öreg egerekhez hasonlóan a szervezet immunrendszerét – például az immun T-sejteket – is fiatalosabb profilra állította vissza. A változások csak az idősebb egereknél voltak jelen – a fiatalok, akik ugyanazokat a PF4-es ütéseket kapták, folytatták vidám útjukat, anélkül, hogy az agygyulladás állapotában változás történt volna.

„A testben és az agyban fellépő gyulladást az öregedés fő mozgatórugójának tekintem. Valóban úgy tűnik, hogy ez egy olyan folyamat, amely áthidalja az öregedést a neurodegeneratív betegségekkel, és úgy gondolom, hogy egyre inkább az immunrendszerre fogunk összpontosítani, hogy megmentsük a kognitív funkciókat az öregedés és a betegségek során” – mondta Villeda.

A PF4 nem csak az öregedő agy immunrendszeri futótüzét csillapította. További elemzések kimutatták, hogy a vérfaktor injekciói olyan molekuláris folyamatok sorozatát kavarták fel, amelyek segítik az idegsejteket egymáshoz kötni – és kommunikálni egymással –, amit gyakran a memória és a megismerés alapjaként gondolnak.

Aztán ott van a végső érvényesítés: az idős egerek, amelyekbe humán PF4-et fecskendeztek, jobban teljesítettek, mint társaik két különböző memória- és navigációs tesztben, amelyek mindegyike erősen megterheli a hippokampuszt.

Kísérteties akció a távolból

Az öregedés összetett, és a PF4 csak egy része a rejtvénynek.

De talán egy nagy része. Dena Dubal és David Coulter a Kaliforniai Egyetemről, San Francisco, a PF4-re is bekerült mint a klotho „hírvivője”, egy hormon, amely fokozza az öregedő agy megismerését. Eközben Tara Walker a Queenslandi Egyetemen talált Az edzés után megemelkedett PF4 serkenti a hippocampust, hogy új neuronokat generáljon, és helyreállítsa a tanulást és a memóriát idős egerekben.

Az eredmények „megzavartak” – magyarázta Villeda. Mindhárom kutatócsoport a PF4-et egyesítő tényezőnek találta számos olyan kezelésben, amelyről ismert, hogy ellensúlyozza az öregedést – a fiatal vér, a klotó és a testmozgás. Egy olyan konvergens mechanizmusra mutat rá, amely talán az öregedés több oldalát is szabályozza.

„Igazán megdöbbentett a tény, hogy több csoport azonosította ugyanazt a fiatalító tényezőt, és valóban úgy gondolja, hogy a perifériás immunrendszer megcélzása ígéretesnek bizonyul majd, amikor megpróbáljuk fokozni a kognitív funkciókat” – mondta Villeda.

Ez nem azt jelenti, hogy a PF4 az a ezüstgolyó az idő ketyegése ellen. Az idősödés mindenki biológiája kissé eltérő kihívást jelent. A PF4 – a többi fiatalságot támogató faktorhoz hasonlóan – csak egy részét képezheti annak a képnek, hogy megszününk az egészségünk meghosszabbításában.

"Végső soron úgy gondolom, hogy ez egy kombinatorikus stratégia lesz, amely a legteljesebb "fiatalító" hatást eredményezi" - mondta Villeda.

Kép: Sandy Millar / Unsplash

Időbélyeg:

Még több Singularity Hub