Az idegsejtek nem azonos tempóban öregszenek
Az öregedési óra segítségével a Kölni Egyetem kutatói a Caenorhabditis elegans modellorganizmuson bizonyították, hogy az idegsejtek különböző módon öregszenek. Meghatározták mind az öregedés okait, mind azokat a molekulákat, amelyek az idős korban is egészségesen tartják az idegrendszert.
A Caenorhabditis elegans fonálféreg idegrendszere egyszerű, mindössze 302 idegsejtből áll. Az emberi agy, amely körülbelül 90 milliárd idegsejtből áll, nyilvánvalóan sokkal komplexebb. Mindazonáltal a fonálféreg idegsejtjei hasonló funkciókat látnak el, mint az emberi idegrendszer. Ezért a C. elegans alkalmas modellorganizmus az agy öregedésének tanulmányozására. Minden idegi kapcsolat ismert, és az egyes idegsejtek öregedési folyamata jól nyomon követhető egész élettartamuk során.
Björn Schumacher professzor, a CECAD öregedéskutatási kiválósági klaszter vezető kutatója, és David Meyer bioinformatikus egy speciálisan kifejlesztett öregedési órával határozták meg a fonálféreg minden egyes idegsejtjének korát. Ez az óra a génkifejeződés változásai alapján pontosan meg tudja jósolni a biológiai kort. Az erről szóló tanulmány a Nature Aging című folyóiratban jelent meg.
A kutatók jelentős különbségeket mutattak ki a sejtek életkorában még fiatal állatok esetében is. Egyes neuronok lényegesen idősebbnek tűntek, mint maguk az állatok. Dr. Christian Gallrein idegtudós, aki jelenleg a jénai Leibniz Institute on Aging – Fritz Lipmann Institute intézetben dolgozik, azt vizsgálta, mi történik a fiatal felnőtt fonálférgekben ezekkel a korai öregedésnek kitett neuronokkal, amelyek rövid idő alatt jelentős degenerációt mutattak.
A fehérjék termelése bizonyult az idegsejtek öregedése molekuláris hajtóerejének; a gyorsan öregedő idegsejtekben különösen aktív volt a fehérjeszintézis. Ha ezt a folyamatot farmakológiailag gátolják, a gyorsan öregedő idegsejtek jó állapotban megmaradnak. Mivel a fonálféreg idegsejtjei hasonlóan öregednek, mint az emberi agyéi, a csapat egy AI-támogatott megközelítést fejlesztett ki, amely gépi tanulást használ a terápiák osztályozására aszerint, hogy azok felgyorsíthatják vagy késleltethetik-e az idegsejtek öregedési folyamatát.
Új kis molekulák, mint például a természetes növényi anyag, a sziringinsav, amely a fekete áfonyában és a kék szőlőben található, valamint a dopamin visszavétel gátló vanoxerin, védik az idegsejteket az öregedési folyamattól, és így megőrzik az idegrendszer épségét idős korban. Ezzel szemben olyan anyagok, mint a szerotonin 5-HT1A receptor antagonista WAY-100635 és a resveratrol, elősegítik az öregedési folyamatot és a neurodegeneratív folyamatokat, és neurotoxinokként hatnak.
„Munkánk elsőként tárta fel az egyes idegsejtek öregedési folyamatának különbségeit” – mondja Schumacher. „Ez teljesen új megvilágításba helyezi azt, hogy egyes idegsejtek miért öregednek korán. Ezenkívül most már rendelkezünk egy új megközelítéssel, amely gépi tanulást alkalmaz a potenciális terápiás anyagok gyors azonosítására. Ez megkönnyíti az agyi funkciók megőrzését és a neurodegeneratív betegségek megelőzését szolgáló új kezelések jövőbeni fejlesztését.”