Dodano: 17 maja 2022r.

Kuracja odmładzająca dla mózgu. Badania na myszach pokazały potencjalny sposób na utratę pamięci

Powszechne w starszym wieku problemy z pamięcią można odwrócić. Przynajmniej u myszy. Naukowcy odkryli, że podanie starszym gryzoniom płynu mózgowo-rdzeniowego pobranego od młodszych osobników może prowadzić do poprawy pamięci. Zespół ma nadzieję, że ich badania przyczynią się do opracowania terapii zapobiegających związanej z wiekiem utracie pamięci.

Laboratoryjna mysz trzymana w dłoni naukowca

 

Naukowcy od lat próbują znaleźć remedium na związaną z wiekiem utratę pamięci. Niedawno przeprowadzone badania mogą okazać się pomocne w tych wysiłkach. W artykule opublikowanym w czasopiśmie „Nature” (DOI: 10.1038/s41586-022-04722-0) międzynarodowy zespół naukowców opisał badania, w których za pomocą płynu mózgowo-rdzeniowego młodej myszy poprawił funkcje pamięci starszego gryzonia.

Bezpośredni wlew do mózgu z młodego płynu mózgowo-rdzeniowego poprawia, jak sądzą badacze, przewodnictwo neuronów u starzejących się myszy, co usprawnia wiele procesów zachodzących w mózgu, w tym pamięć. Naukowcy wskazali również, że zaobserwowana poprawa była w dużej mierze spowodowana specyficznym białkiem obecnym w płynie.

Potencjalne właściwości odmładzające płynu mózgowo-rdzeniowego

Naukowcom udało się odwrócić związaną z wiekiem utratę pamięci u myszy dzięki płynowi mózgowo-rdzeniowemu. Płyn ten obmywa tkankę mózgową i rdzeń kręgowy wszystkich kręgowców i zawiera czynniki wzrostu niezbędne do rozwoju mózgu. Jest używany jako wskaźnik zdrowia mózgu czy biomarker chorób neurologicznych.

Ale wraz z postępowaniem procesu starzenia się płyn mózgowo-rdzeniowy zmienia się. Traci część swojej mocy. - Wiemy, że skład płynu mózgowo-rdzeniowego zmienia się wraz z wiekiem i faktycznie zmiany te są rutynowo wykorzystywane w badaniach do oceny zdrowia mózgu i biomarkerów chorób – mówi Tal Iram, neurolog ze Stanford University i główna autorka publikacji. - Jednak niewiele wiemy, jak te zmiany wpływają na funkcję komórek w starzejącym się mózgu. Czy możemy coś z tym zrobić ponownie wystawiając te komórki na działanie młodszego płynu mózgowo-rdzeniowego? To było nadrzędne pytanie – dodaje.

Poprawa funkcji mózgu

Pierwszym krokiem, żeby sprawdzić swoją koncepcję, było zapewnienie podstarzałym myszom doświadczenia, które z pewnością zapamiętają. Wyszkolili myszy, aby kojarzyły konkretny sygnał audiowizualny z bólem, choć eksperyment został ładnie nazwany „nabywaniem pamięci”.

Najpierw zespół potraktował 20-miesięczne myszy trzema małymi wstrząsami elektrycznymi. Wstrząsom towarzyszyły błyski światła i sygnał dźwiękowy. Wszystko po to, by stworzyć skojarzenie między sygnałem audiowizualnym a wstrząsem. Następnego dnia i trzy tygodnie później powtórzono "szkolenie". W eksperymentach takich jak ten, jeśli myszy zamierają w bezruchu, gdy widzą błyski światła i słyszą złowieszcze tony, oznacza to, że pamiętają szok i przygotowują się na jego ponowne wystąpienie.

Następnie myszy zostały podzielone na grupy. Pierwszej grupie uczeni podali płyn mózgowo-rdzeniowy pobrany od młodych osobników (w wieku około 10 tygodni). Druga grupa otrzymała sztuczny odpowiednik płynu mózgowo-rdzeniowego.

Po trzech tygodniach powtórzono test „nabywania pamięci”, ale nieco zmodyfikowany. Naukowcy odtworzyli kontekst, czyli wywołali strach u gryzoni, ale bez zadawania im bólu. Myszy z obu grup zostały wystawione na takie same sygnały audiowizualne, ale już bez rażenia prądem. Gryzonie z grupy, która otrzymała płyn mózgowo-rdzeniowy od młodych osobników pamiętały ból w prawie 40 proc. przypadków, podczas gdy u myszy z grupy, która otrzymała zamiennik płynu mózgowo-rdzeniowego, przejaw strachu zaobserwowano jedynie w 18 proc. przypadków.

Jak przyznali naukowcy, ich odkrycia sugerują, że płyn mózgowo-rdzeniowy młodych osobników może przywrócić pewne spadki funkcji pamięci u starszych osobników. - Szersza implikacja naszych odkryć jest taka, że ​​mózg w starszym wieku jest nadal plastyczny i istnieją sposoby na poprawę jego funkcji – mówi Tony Wyss-Coray, neurobiolog ze Stanforda i współautor publikacji.

Fgf17

Główny ośrodek pamięci w naszym mózgu to hipokamp. To on odpowiada za tworzenie, zachowywanie i przywoływanie wspomnień. Zespół przeprowadził sekwencjonowanie RNA, aby zobaczyć, jak młody płyn mózgowo-rdzeniowy zmienia ekspresję genów w hipokampie. Badacze chcieli lepiej zrozumieć, w jaki sposób młody płyn może poprawić funkcję pamięci starzejących się myszy. Odkryli, że infuzja młodego płynu mózgowo-rdzeniowego zwiększyła stymulację komórek prekursorowych oligodendrocytów.

Oligodendrocyty wytwarzają osłonkę mielinową i izolującą aksony neuronu. Naukowcy twierdzą, że młody płyn mózgowo-rdzeniowy pomaga w namnażaniu się tych komórek, a wygenerowanie większej liczby komórek, które izolują połączenia nerwowe, pomaga w utrzymaniu funkcji mózgu.

Badacze zidentyfikowali również białko w młodym płynie mózgowo-rdzeniowym, które prawdopodobnie w największym stopniu odpowiada za korzystne zmiany: czynnik wzrostu fibroblastów 17 (Fgf17). Wlew Fgf17 miał podobny efekt przywracania pamięci jak wlew płynu mózgowo-rdzeniowego. Co więcej, podanie myszom przeciwciała, które blokowało funkcję Fgf17, osłabiło zdolność pamięci gryzoni. Autorzy badań złożyli nawet wniosek o patent na swoje odkrycia dotyczące Fgf17.

 

Źródło: Nature, Science Alert