Waarom verouderen onze hersenen? Deze genen kunnen het antwoord bevatten
Waarom verouderen onze hersenen? En kunnen we er iets aan doen? Nieuw onderzoek verdiept zich in deze vragen door de genetische radertjes te onderzoeken die spelen in het complexe mechanisme van leeftijdsgebonden cognitieve achteruitgang.
Onderzoekers van het Babraham Institute in Cambridge, Verenigd Koninkrijk, in samenwerking met collega's van de Sapienza University in Rome, Italië, zijn zojuist een stuk dichter bij het ontrafelen van het mysterie van hersenveroudering gekomen.
Wetenschappers wisten natuurlijk al een aantal dingen over wat er in de hersenen gebeurt naarmate we ouder worden. Het is bijvoorbeeld bekend dat neuronen en andere hersencellen achteruitgaan en afsterven, om vervolgens te worden vervangen door nieuwe.
Dit proces wordt vergemakkelijkt door een type stamcel genaamd neurale stam / voorlopercellen (NSPC's).
Met het verstrijken van de tijd worden deze cellen echter steeds minder functioneel, waardoor onze hersenen steeds minder neuronen produceren.
Maar waardoor verouderen NSPC's, en wat zijn precies de moleculaire veranderingen die verantwoordelijk zijn voor stoornissen in deze stamcellen?
Dit is de vraag die de onderzoekers - gezamenlijk geleid door Giuseppe Lupo, Emanuele Cacci en Peter Rugg-Gunn - zich stelden.
Ze wilden het beantwoorden door naar het hele genoom van muizen te kijken, en hun bevindingen zijn nu in het tijdschrift gepubliceerd Verouderende cel.
Dbx2-genactiviteit kan de veroudering van de hersenen verklaren
Lupo en collega's vergeleken de genetische veranderingen in de NSPC's van oude muizen (18 maanden oud) en jonge muizen (3 maanden oud).
Door dit te doen, identificeerden ze meer dan 250 genen die hun gedrag in de loop van de tijd veranderden, wat betekent dat deze genen er waarschijnlijk voor zorgen dat NSPC's niet goed werken.
Toen ze eenmaal hun zoektocht hadden teruggebracht tot 250 genen, merkten de wetenschappers dat verhoogde activiteit in een gen genaamd Dbx2 verouderde NSPC's leek te veranderen.
Dus voerden ze in vivo en in vitro assays uit, waaruit bleek dat het stimuleren van de activiteit in dit gen bij jonge NSPC's ervoor zorgt dat ze zich meer gedragen als oude stamcellen. Door de activiteit van Dbx2 te verhogen, stopten de NSPC's met groeien of prolifereren zoals jonge cellen zouden moeten.
Ook identificeerden de onderzoekers bij oudere NSPC's veranderingen in epigenetische kenmerken die kunnen verklaren waarom de stamcellen na verloop van tijd verslechteren.
Als we ons DNA als een alfabet beschouwen, zijn epigenetische tekens 'als accenten en interpunctie', in die zin dat ze 'onze cellen vertellen of en hoe ze de genen moeten lezen'.
In dit onderzoek ontdekten de wetenschappers hoe deze markeringen op een andere manier in het genoom worden geplaatst, waardoor NSPC's langzamer moeten groeien.
De klok terugdraaien voor menselijke cellen
De co-lead study-auteurs wegen het belang van hun bevindingen in. Over de resultaten zegt Lupo: "De genen en genregulatoren die we hebben geïdentificeerd, zijn beschadigd in neurale stamcellen van oudere muizen."
"Door het Dbx2-gen te bestuderen", vervolgt hij, "hebben we aangetoond dat deze veranderingen kunnen bijdragen aan veroudering van de hersenen door de groei van hersenstamcellen te vertragen en door de activiteit van andere leeftijdsgebonden genen in te schakelen."
Peter Rugg-Gunn heeft goede hoop dat de bevindingen ooit zullen leiden tot het omkeren van het verouderingsproces. In wat doet denken aan de anti-verouderings- en levensverlengingsbewegingen, zegt hij: “Veroudering treft uiteindelijk ons allemaal en de maatschappelijke last en de zorg voor neurodegeneratieve ziekten zijn enorm.
"Door te begrijpen hoe veroudering de hersenen beïnvloedt, althans bij muizen", voegt hij eraan toe, "hopen we manieren te vinden om de achteruitgang van neurale stamcellen op te sporen. Uiteindelijk kunnen we manieren vinden om de achteruitgang van de hersenen te vertragen of zelfs om te keren […], waardoor meer van ons mentaal lenig blijven tot op hoge leeftijd. "
Emanuele Cacci herhaalt hetzelfde sentiment en zegt: "We zijn erin geslaagd delen van het verouderingsproces in neurale stamcellen te versnellen."
“Door deze genen nader te bestuderen, willen we nu proberen de klok terug te draaien voor oudere cellen. Als we dit bij muizen kunnen doen, dan zou hetzelfde ook mogelijk kunnen zijn voor mensen. "
Emanuele Cacci
