Un nuovo sorprendente giocatore proteico ripristina la memoria nei vecchi topi

Un nuovo sorprendente giocatore proteico ripristina la memoria nei vecchi topi

Timestamp: 18 agosto 2023 10:00
Un nuovo sorprendente riproduttore di proteine ​​ripristina la memoria nei vecchi topi PlatoBlockchain Data Intelligence. Ricerca verticale. Ai.

Va bene gente, facciamolo ancora una volta.

Se hai seguito la ricerca sulla longevità, conosci già la storia: sangue giovane, direttamente infuso o iniettato in vecchi topi, Ripristina molteplici funzioni d'organo ai loro sé più giovani ed allunga la vita.

I muscoli si rigenerano. I tessuti del cuore riacquistano la loro forza. Le regioni del cervello critiche per l'apprendimento e la memoria si attivano di nuovo, in modo che gli animali anziani trattati apprendano e ricordino nuovi ambienti più velocemente e meglio rispetto ai loro coetanei di età simile.

Sebbene lontana dalla proverbiale "fonte della giovinezza", la terapia ha catturato l'interesse e l'immaginazione di scienziati e imprenditori. Gli studi clinici lo sono nelle opere per il morbo di Alzheimer. Società commerciali stanno offrendo le infusioni sperimentali a coloro che hanno la volontà - e la ricchezza - di testare su se stessi. Per essere molto chiari: dati di trattamento sugli esseri umani sono scarsi. L'entusiasmo, tuttavia, sta arrivando un massimo storico.

Hype a parte, rimane una domanda fondamentale: perché la terapia funziona nei topi? Qual è il componente che trasforma il sangue di un giovane animale in un elisir ringiovanente?

Questa settimana, un team guidato da Saul Villeda dell'Università di San Francisco ha scoperto un candidato sorprendente: il fattore piastrinico 4 (PF4). La proteina non è estranea alla scienza o alla vita: il tuo corpo probabilmente ne produceva un mucchio da bambino quando tornava zoppicando a casa con un ginocchio sbucciato. Il PF4 fa parte del sistema sanguigno che sigilla i vasi sanguigni rotti e aiuta la coagulazione del sangue dopo le lesioni.

Il nuovo studio, pubblicato in Natura, ha dimostrato che la proteina senza pretese è ben lungi dall'essere un pony one-trick. Piuttosto che un semplice ingranaggio proteico nella macchina di guarigione delle ferite del corpo, il PF4 funge anche da ambasciatore tra il cervello e il sistema immunitario. Quando è giovane, la proteina "custode" attenua l'infiammazione e aiuta a mantenere le funzioni cognitive del cervello.

Sfortunatamente, i livelli di PF4 nel corpo crollano con l'età. La goccia provoca una scintilla di infiammazione nel "centro della memoria" del cervello, l'ippocampo, e ostacola la capacità dei neuroni di comunicare. Le reti neurali si accendono male. Così come la memoria: un animale anziano fatica a ricordare nuovi luoghi o ad apprendere nuovi compiti.

Non sono tutte cattive notizie. In un test, una dose di PF4 ha ripristinato parzialmente il sistema immunitario del corpo, abbassando i livelli di proteine ​​che promuovono l'infiammazione e potenziato la cognizione nei topi anziani.

"L'ho trovato super sorprendente", ha detto Villeda Hub di singolarità. "Normalmente penso alle piastrine più come supporto ai giocatori, ma qui... [sono] motori attivi del ringiovanimento cognitivo".

"Le possibilità terapeutiche sono molto eccitanti", disse ricercatore di longevità David Sinclair presso l'Università di Harvard, che non è stato coinvolto nello studio.

Cervello, Corpo, Sangue

Il cervello è protetto da una parete cellulare chiamata barriera emato-encefalica, che generalmente impedisce alle grandi molecole di penetrare dal sangue nel tessuto cerebrale. Tuttavia, le nostre zucche parlano costantemente con il resto del corpo attraverso messaggeri chimici più piccoli nel sangue.

Sembra strano, ma il sangue trasporta una ricchezza di informatori chimici che informano il cervello sullo stato del corpo: fame, calore, stress. A loro volta, questi messaggeri regolano anche l'attività della rete neurale e persino la nascita di nuovi neuroni nel cervello.

Oltre un decennio fa, Villeda e colleghi hanno scoperto che collegare il sistema circolatorio di topi giovani con quelli anziani ha fatto tornare indietro l'orologio per i nonni roditori (peccato per i giovani, invecchiano più velocemente). L'iniezione della componente liquida del sangue, chiamata plasma, ha avuto effetti ringiovanenti simili per più organi.

Il risultato, tra gli altri, ha portato più squadre a cercare la componente "magica" nel sangue giovane. Ce ne sono stati alcuni, ognuno con nomi imperscrutabili. Esempi?  GDF11. gpld1. Il punto non è una battuta di pesca accademica. Piuttosto, è trovare un fattore sanguigno, o probabilmente un cocktail di fattori, che controlli l'invecchiamento. Prendendo di mira queste proteine, potremmo potenzialmente rallentare o invertire i segni dell'invecchiamento e affrontare il peso delle malattie legate all'età.

Diamante grezzo

Giusto. Allora perché le piastrine?

Dipende dalla ricetta sperimentale del sangue giovane.

Il plasma, la parte “acquosa” del sangue, è pieno di proteine ​​solubili, come lo zucchero disciolto nello sciroppo. Tuttavia, il metodo abituale di preparazione del plasma per le cosiddette iniezioni di "sangue giovane" lascia alcune piastrine nella preparazione. Queste minuscole cellule del sangue, a forma di piatto da portata, normalmente aiutano a fermare l'emorragia e a guarire le ferite. Questo singhiozzo sperimentale ha indotto Villeda e altri laboratori a chiedersi: aspetta, le piastrine sono coinvolte nel ripristino della funzione cerebrale?

In un primo test, il team ha confrontato i profili di espressione genica di topi a cui sono state iniettate piastrine giovani con topi di età simile a cui è stata somministrata soluzione salina. Tonnellate di geni correlati al sistema immunitario sono spuntati dopo il trattamento, indicando un cervello in fiamme - neuroinfiammazione - come segno di invecchiamento.

Successivamente, hanno iniettato giovani piastrine in topi anziani nel corso di un mese. I colpi hanno abbassato la neuroinfiammazione nell'ippocampo in diversi modi. Le cellule immunitarie del cervello, chiamate microglia, che di solito promuovono l'infiammazione nel cervello che invecchia, si sono calmate. I livelli di proteine ​​infiammatorie sono diminuiti.

Un eroe inaspettato

Grande. Ma le piastrine hanno più proteine. Ce n'è uno che si distingue? O più giocatori si uniscono per invertire le devastazioni del tempo?

Utilizzando una serie di studi biochimici, il team alla fine si è concentrato sul PF4. Il fattore piastrinico sembrava il soldato perfetto per combattere l'invecchiamento: i suoi livelli sono alti negli animali più giovani ma diminuiscono rapidamente in quelli anziani, nei tessuti sia dei topi che degli uomini.

L'iniezione di PF4 prodotto in laboratorio in topi anziani ha ricapitolato i risultati precedenti utilizzando piastrine giovani. La neuroinfiammazione nell'ippocampo si è placata. La microglia si è rilassata, con i loro geni pro-infiammatori interni ridotti al minimo.

Sorprendentemente, analogamente ai vecchi topi trattati con piastrine, il PF4 ha anche ripristinato il sistema immunitario del corpo, ad esempio le cellule T immunitarie, a un profilo più giovanile. I cambiamenti erano presenti solo nei topi più anziani: i giovani a cui erano stati somministrati gli stessi colpi di PF4 continuavano il loro cammino allegro, senza cambiamenti nel loro stato di infiammazione cerebrale.

“Vedo l'infiammazione sia nel corpo che nel cervello come uno dei principali motori dell'invecchiamento. Sembra davvero essere un processo che collega l'invecchiamento con la malattia neurodegenerativa, e penso che sempre più la nostra attenzione si sposterà verso il targeting del sistema immunitario per salvare la funzione cognitiva nell'invecchiamento e nella malattia ", ha affermato Villeda.

Il PF4 non ha solo smorzato l'incendio immunitario nel cervello che invecchia. Ulteriori analisi hanno scoperto che le iniezioni del fattore sanguigno hanno stimolato una cascata di processi molecolari che aiutano i neuroni a collegarsi e comunicare tra loro, cosa che è spesso considerata una base per la memoria e la cognizione.

Poi c'è la convalida definitiva: i topi anziani a cui è stato iniettato PF4 umano hanno ottenuto risultati migliori dei loro coetanei in due diversi test di memoria e navigazione, entrambi i quali gravano pesantemente sull'ippocampo.

Azione spettrale a distanza

L'invecchiamento è complesso e PF4 è solo una parte del puzzle.

Ma forse una parte importante. Dena Dubal e David Coulter dell'Università della California, San Francisco, è entrato anche in PF4 come "messaggero" per il klotho, un ormone che migliora la cognizione nel cervello che invecchia. Nel frattempo, Tara Walker all'Università del Queensland essere trovato Il PF4, elevato dopo l'esercizio, potenzia l'ippocampo per generare nuovi neuroni e ripristinare l'apprendimento e la memoria nei topi anziani.

I risultati "mi hanno preso alla sprovvista", ha spiegato Villeda. Tutti e tre i gruppi di ricerca hanno scoperto che il PF4 è un fattore unificante in molteplici trattamenti noti per contrastare l'invecchiamento: sangue giovane, klotho ed esercizio fisico. Indica un meccanismo convergente che forse governa molteplici aspetti dell'invecchiamento.

"Sono rimasto davvero sbalordito dal fatto che più gruppi abbiano identificato lo stesso fattore di ringiovanimento e penso davvero che prendere di mira il sistema immunitario periferico si rivelerà promettente quando si cerca di potenziare la funzione cognitiva", ha affermato Villeda.

Questo non vuol dire che PF4 lo sia , il pallottola d'argento contro il ticchettio del tempo. L'invecchiamento sfida la biologia di ognuno in modo leggermente diverso. Il PF4, come altri fattori a favore della giovinezza, potrebbe essere solo una parte del quadro per estendere la salute mentre diventiamo grigi.

"In definitiva, penso che sarà una strategia combinatoria che produrrà il massimo effetto di 'ringiovanimento'", ha affermato Villeda.

Immagine di credito: Sandy Millar / Unsplash

Timestamp:

Di più da Hub di singolarità