Îmbătrânirea creierului nu pare să fie doar un proces lent și constant. O nouă cercetare arată că, începând din jurul vârstei mijlocii, în creier au loc schimbări importante la nivel celular și genetic, iar perioada cuprinsă aproximativ între 50 și 75 de ani pare să reprezinte o etapă de transformare deosebită.

Oamenii de știință au descoperit modificări majore ale celulelor imunitare ale creierului, o reducere a unor celule importante pentru funcționarea neuronilor și a barierei hematoencefalice și o deteriorare treptată a modului în care genomul este organizat tridimensional în interiorul celulelor. Descoperirile ar putea ajuta cercetătorii să înțeleagă mai bine de ce înaintarea în vârstă reprezintă un factor de risc atât de important pentru Alzheimer și alte boli neurodegenerative.

Studiul s-a concentrat asupra hipocampului, regiune cerebrală esențială pentru memorie și învățare.

Cercetătorii au analizat țesut cerebral post-mortem provenit de la 40 de donatori neurotipici, adică persoane fără afecțiuni neurologice cunoscute care să explice modificările observate.

Pentru a urmări procesul de îmbătrânire, participanții au fost împărțiți în patru categorii: 20-40, 40-60, 60-80 și 80-100 de ani. Fiecare grup a inclus zece persoane, cinci femei și cinci bărbați.

Echipa a folosit tehnologii avansate pentru a analiza expresia genelor, accesibilitatea cromatinei, metilarea ADN-ului și arhitectura tridimensională a genomului la nivelul nucleelor individuale.

Una dintre cele mai interesante descoperiri a implicat microgliile, celulele imunitare rezidente ale creierului.

În mod tradițional, se considera că o mare parte dintre aceste celule, care își au originea în dezvoltarea embrionară, rămân în creier pe tot parcursul vieții. Noul studiu sugerează însă că între aproximativ 50 și 75 de ani are loc o schimbare importantă.

Cercetătorii au observat o diminuare a microgliilor provenite din sacul vitelin embrionar și apariția unor celule cu caracteristici moleculare asemănătoare celulelor imunitare provenite din sângele periferic. Mai mult, aceste celule prezentau un profil mai inflamator.

Descoperirea ar putea fi importantă pentru înțelegerea neuroinflamației asociate îmbătrânirii, deși studiul nu demonstrează că această schimbare provoacă boala Alzheimer.

Microglia îndeplinește un rol esențial în menținerea echilibrului creierului. Printre altele, aceste celule contribuie la eliminarea resturilor celulare și participă la răspunsurile imunitare.

Cercetătorii au observat că odată cu înaintarea în vârstă, profilul molecular al microgliei se modifică, trecând de la o stare predominant homeostatică spre una pregătită mai mult pentru un răspuns inflamator.

Această transformare a coincis cu schimbări în metilarea ADN-ului și în reglarea genetică.

Inflamația cronică la nivelul creierului este studiată intens deoarece apare în contextul mai multor boli neurodegenerative. Cercetarea actuală oferă indicii despre mecanismele celulare care ar putea contribui la acest fenomen odată cu îmbătrânirea.

Microglia nu a fost singurul tip celular afectat. Oamenii de știință au observat o reducere semnificativă a astrocitelor pe măsură ce vârsta creștea.

Astrocitele îndeplinesc numeroase funcții în sistemul nervos și contribuie inclusiv la reglarea transmiterii sinaptice. Unele dintre subtipurile de astrocite implicate în menținerea și reglarea sinapselor s-au redus odată cu îmbătrânirea.

Au fost observate schimbări și în celulele precursoare ale oligodendrocitelor și în celulele endoteliale.

Celulele endoteliale au un rol important în vasele de sânge și în funcționarea barierei hematoencefalice, structura care contribuie la protejarea creierului de anumite substanțe din circulația sanguină.

O altă descoperire majoră nu privește numărul celulelor, ci ceea ce se întâmplă în interiorul lor. ADN-ul nu este depozitat aleatoriu în nucleu. El este pliat într-o structură tridimensională complexă, iar această organizare contribuie la controlarea genelor care sunt activate sau dezactivate.

Cercetătorii au descoperit că, odată cu vârsta, această arhitectură 3D a genomului se erodează în mai multe tipuri de celule cerebrale.

Domeniile locale ale cromatinei au devenit mai puțin bine definite, în timp ce anumite interacțiuni între cromozomi s-au intensificat. A fost observată și reducerea legării unei proteine numite CTCF, importantă pentru organizarea structurii tridimensionale a genomului.

Schimbările de organizare a cromatinei au corespuns modificărilor observate în expresia genelor și epigenom.

Rezultatele schimbă într-o anumită măsură imaginea clasică asupra îmbătrânirii cerebrale.

În locul unui declin uniform, cercetătorii au identificat atât modificări care evoluează progresiv, cât și schimbări neliniare, mai pronunțate în anumite perioade ale vieții. Intervalul aproximativ dintre 50 și 75 de ani s-a remarcat în special prin transformarea microgliei.

Acest lucru nu înseamnă că la vârsta de 50 de ani creierul se schimbă brusc sau că după 75 de ani procesul se oprește. Limitele reprezintă intervalul identificat în datele cercetării, nu două praguri biologice fixe valabile pentru fiecare persoană.

Studiul are și o limitare importantă: a analizat țesut post-mortem de la persoane de vârste diferite, nu aceleași persoane urmărite de-a lungul deceniilor. Prin urmare, cercetătorii descriu diferențele asociate vârstei observate la nivel celular și molecular.

Descoperirea oferă însă o imagine mult mai detaliată asupra modului în care îmbătrânește hipocampul uman și poate contribui la identificarea mecanismelor care fac creierul mai vulnerabil la boli neurodegenerative odată cu înaintarea în vârstă.

Sursă foto: Shutterstock

Preluat de la: csid.ro