Warum altern unsere Gehirne? Diese Gene könnten die Antwort enthalten
Warum altern unsere Gehirne? Und können wir etwas dagegen tun? Neue Forschungen beschäftigen sich mit diesen Fragen, indem sie die genetischen Zahnräder untersuchen, die im komplexen Mechanismus des altersbedingten kognitiven Rückgangs eine Rolle spielen.
Forscher, die am Babraham Institute in Cambridge, Großbritannien, in Zusammenarbeit mit Kollegen der Sapienza-Universität in Rom, Italien, arbeiten, sind der Aufklärung des Rätsels der Gehirnalterung gerade viel näher gekommen.
Natürlich wussten Wissenschaftler bereits einige Dinge darüber, was im Gehirn passiert, wenn wir älter werden. Zum Beispiel ist bekannt, dass Neuronen und andere Gehirnzellen sich verschlechtern und sterben, nur um durch neue ersetzt zu werden.
Dieser Prozess wird durch eine Art Stammzelle erleichtert, die als neurale Stamm- / Vorläuferzellen (NSPCs) bezeichnet wird.
Im Laufe der Zeit werden diese Zellen jedoch immer weniger funktionsfähig, was dazu führt, dass unser Gehirn immer weniger Neuronen produziert.
Aber was lässt NSPCs altern und was genau sind die molekularen Veränderungen, die für die Beeinträchtigung dieser Stammzellen verantwortlich sind?
Dies ist die Frage, die sich die Forscher - gemeinsam angeführt von Giuseppe Lupo, Emanuele Cacci und Peter Rugg-Gunn - gestellt haben.
Sie machten sich daran, das gesamte Genom von Mäusen zu untersuchen, und ihre Ergebnisse wurden nun in der Zeitschrift veröffentlicht Alternde Zelle.
Die Aktivität des Dbx2-Gens kann die Alterung des Gehirns erklären
Lupo und Kollegen verglichen die genetischen Veränderungen in den NSPCs von alten Mäusen (im Alter von 18 Monaten) und jungen Mäusen (im Alter von 3 Monaten).
Auf diese Weise identifizierten sie mehr als 250 Gene, die ihr Verhalten im Laufe der Zeit veränderten, was bedeutet, dass diese Gene wahrscheinlich zu Fehlfunktionen von NSPCs führen.
Nachdem sie ihre Suche auf 250 Gene eingegrenzt hatten, stellten die Wissenschaftler fest, dass eine erhöhte Aktivität in einem Gen namens Dbx2 gealterte NSPCs zu verändern schien.
Daher führten sie In-vivo- und In-vitro-Tests durch, die zeigten, dass sie sich durch die Steigerung der Aktivität in diesem Gen in jungen NSPCs eher wie alte Stammzellen verhalten. Das Erhöhen der Aktivität von Dbx2 verhinderte, dass die NSPCs wuchsen oder sich vermehrten, wie es junge Zellen sollten.
Auch bei älteren NSPCs identifizierten die Forscher Veränderungen der epigenetischen Markierungen, die möglicherweise erklären, warum sich die Stammzellen mit der Zeit verschlechtern.
Wenn wir unsere DNA als Alphabet betrachten, sind epigenetische Zeichen „wie Akzente und Interpunktion“, indem sie „unseren Zellen sagen, ob und wie sie die Gene lesen sollen“.
In dieser Studie fanden die Wissenschaftler heraus, wie diese Markierungen im Genom unterschiedlich platziert sind, und forderten NSPCs auf, langsamer zu wachsen.
Die Uhr für menschliche Zellen zurückdrehen
Die Autoren der Co-Lead-Studie wägen die Bedeutung ihrer Ergebnisse ab. Zu den Ergebnissen sagt Lupo: "Die Gene und Genregulatoren, die wir identifiziert haben, sind in neuralen Stammzellen älterer Mäuse verfälscht."
"Durch die Untersuchung des Dbx2-Gens", fährt er fort, "haben wir gezeigt, dass diese Veränderungen zum Altern im Gehirn beitragen können, indem sie das Wachstum von Hirnstammzellen verlangsamen und die Aktivität anderer altersassoziierter Gene einschalten."
Peter Rugg-Gunn hofft, dass die Ergebnisse eines Tages zur Umkehrung des Alterungsprozesses führen werden. In seiner Erinnerung an die Anti-Aging- und Lebensverlängerungsbewegungen sagt er: „Das Altern betrifft letztendlich uns alle und die gesellschaftliche und gesundheitliche Belastung durch neurodegenerative Erkrankungen ist enorm. „
„Wenn wir verstehen, wie sich das Altern zumindest bei Mäusen auf das Gehirn auswirkt, hoffen wir, Wege zu finden, um den Rückgang neuronaler Stammzellen zu erkennen. Möglicherweise finden wir Wege, um die Verschlechterung des Gehirns zu verlangsamen oder sogar umzukehren […] und mehr von uns dabei zu helfen, länger bis ins hohe Alter geistig beweglich zu bleiben. “
Emanuele Cacci gibt das gleiche Gefühl wieder und sagt: "Es ist uns gelungen, Teile des Alterungsprozesses in neuralen Stammzellen zu beschleunigen."
„Durch eine genauere Untersuchung dieser Gene planen wir nun, die Uhr für ältere Zellen zurückzudrehen. Wenn wir dies bei Mäusen tun können, könnte dasselbe auch für Menschen möglich sein. “
Emanuele Cacci
