Η γήρανση επιβραδύνει την απομάκρυνση πρωτεϊνών από τον εγκέφαλο
Μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature αποκαλύπτει ότι οι γηρασμένοι νευρώνες αντιμετωπίζουν δυσκολίες στην απομάκρυνση των πρωτεϊνών που σχετίζονται με τις συνάψεις, με αποτέλεσμα την επιβάρυνση των μικρογλοιακών κυττάρων και την αποκάλυψη μιας κρίσιμης ευπάθειας στη συντήρηση των πρωτεϊνών του εγκεφάλου.
Η γήρανση και οι νευρωνικές πρωτεΐνες
Η μελέτη επικεντρώνεται στο πώς η γήρανση επηρεάζει τη διαδικασία αποδόμησης και μεταφοράς των πρωτεϊνών στους νευρώνες, χρησιμοποιώντας πειραματόζωα για να κατανοήσει καλύτερα τις επιπτώσεις της γήρανσης στον εγκέφαλο. Περισσότεροι από ένας στους δώδεκα ανθρώπους παγκοσμίως πλήττονται από νευροεκφυλιστικές ασθένειες, με την ηλικία να παραμένει ο πιο σημαντικός παράγοντας κινδύνου. Καθώς ο εγκέφαλος γερνά, οι νευρώνες χάνουν την ικανότητά τους να διατηρούν την ισορροπία στην παραγωγή, τη μεταφορά και την αποδόμηση των πρωτεϊνών, μια διαδικασία γνωστή ως πρωτεοστάση. Όταν αυτή η ισορροπία διαταράσσεται, οι πρωτεΐνες μπορεί να παραμορφωθούν και να συσσωρευτούν, κάτι που επηρεάζει τη φυσιολογική λειτουργία του εγκεφάλου και σχετίζεται με την απώλεια μνήμης και την άνοια.
Πειραματική προσέγγιση και ευρήματα
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν γενετικά τροποποιημένα ποντίκια για να επισημάνουν τις νευρωνικές πρωτεΐνες που παράγονται σε ζωντανούς εγκεφάλους. Αυτή η διαδικασία επιτεύχθηκε μέσω της τεχνικής BONCAT, η οποία ενσωματώνει τεχνητά αμινοξέα σε νεοσυνθεθείσες πρωτεΐνες. Οι νεαροί, μεσαίοι και ηλικιωμένοι ποντικοί έλαβαν μη κανονικά αμινοξέα και οι ερευνητές αξιολόγησαν την αποδόμηση των πρωτεϊνών σε καθορισμένα χρονικά διαστήματα. Πολλές περιοχές του εγκεφάλου, όπως ο φλοιός, ο ιππόκαμπος και ο υποθάλαμος, αναλύθηκαν, αποκαλύπτοντας ότι η αποδόμηση των πρωτεϊνών επιβραδύνθηκε σημαντικά με την ηλικία.
Συγκεκριμένα, οι μισές ζωές των πρωτεϊνών σχεδόν διπλασιάστηκαν μεταξύ νεαρών και ηλικιωμένων ποντικών, υποδεικνύοντας μια ευρεία πτώση στην ανανέωση των πρωτεϊνών. Αυτή η επιβράδυνση παρατηρήθηκε κυρίως μετά την μέση ηλικία και παρουσίασε διαφοροποιήσεις ανά περιοχή του εγκεφάλου, με τον ιππόκαμπο και τον αισθητηριακό φλοιό να επηρεάζονται ιδιαίτερα. Εντυπωσιακά, αυτές οι αλλαγές δεν οφείλονταν σε χαμηλότερη αφθονία πρωτεϊνών, αλλά σε μια γενική επιβράδυνση της αποδόμησης των νευρωνικών πρωτεϊνών με την ηλικία.
Συμπεράσματα και προοπτικές
Οι πρωτεΐνες που επηρεάζονται περισσότερο από την ηλικία είναι πλούσιες σε συνάψεις, μιτοχόνδρια και κυτταρικές συνδέσεις, δομές που είναι κρίσιμες για την επικοινωνία και τη μεταβολική λειτουργία των νευρώνων. Πολλές από αυτές τις πρωτεΐνες σχετίζονται με γονίδια που έχουν συνδεθεί με νευροεκφυλιστικές και νευροαναπτυξιακές διαταραχές, υποδεικνύοντας μια σύνδεση μεταξύ της μειωμένης ανανέωσης των πρωτεϊνών και της ευπάθειας σε ασθένειες. Οι συγκρίσεις μεταξύ περιοχών του εγκεφάλου έδειξαν ότι ορισμένες περιοχές είναι πιο ευάλωτες στην ηλικιακή πτώση της πρωτεοστάσης, κάτι που αντικατοπτρίζει τις ανισότητες στην γνωστική πτώση που παρατηρούνται στους ανθρώπους.
