„МУЗИЧКА мапа“ показује да неке мождане ћелије брже старе

Инжењери Калифорнијског универзитета у Сан Дијегу открили су да неке мождане ћелије старе брже од других и да их има непропорционално у изобиљу код људи са Алцхајмеровом болешћу. Поред тога, истраживачи су уочили разлике у процесу старења одређених можданих ћелија у зависности од пола: у можданој кори жена је био већи удео „старих“ олигодендроцита у поређењу са „старим“ неуронима у поређењу са кортексом код мушкараца.

Ова открића је омогућила нова техника названа МУСИЦ (мапирање интеракција нуклеинских киселина у појединачним ћелијама), која омогућава истраживачима да погледају унутар појединачних можданих ћелија и мапирају интеракције између хроматина - чврсто савијеног облика ДНК - и РНК. Ова техника нам омогућава да визуелизујемо ове интеракције на нивоу једне ћелије и проучавамо како оне утичу на експресију гена.

„МУЗИКА је моћно средство које нам омогућава да дубље продремо у сложене аспекте Алцхајмерове болести,” рекао је виши аутор студије Шенг Зхонг, професор биоинжењеринга Шу Чиен. Гена Лаи на Јацобс Сцхоол оф Енгинееринг на Универзитету Калифорније у Сан Дијегу.

„Ова технологија има потенцијал да открије нове молекуларне механизме који леже у основи патологије Алцхајмерове болести, што може отворити пут циљанијим терапијским интервенцијама и побољшаним исходима пацијената.“

Људски мозак садржи сложену мрежу ћелија које комуницирају и комуницирају на сложене начине. У свакој од ових ћелија постоји динамичка интеракција генетских компоненти, укључујући хроматин и РНК, које одређују битне ћелијске функције. Како мождане ћелије расту и старе, ове интеракције између хроматина и РНК се мењају. И у свакој ћелији ови комплекси могу веома варирати, посебно у зрелим ћелијама. Међутим, разоткривање суптилности ових интеракција и даље је био изазов.

МУЗИЧКА техника је притекла у помоћ, пружајући прилику да се сагледа унутрашњи рад појединачних можданих ћелија. Користећи МУЗИКУ, Зхонгов тим је анализирао узорке мозга након смрти, посебно ткива фронталног кортекса човека, добијене од 14 донатора старих 59 година или више, неки са Алцхајмеровом болешћу, а неки без.

Открили су да различите врсте можданих ћелија показују различите обрасце интеракције између хроматина и РНК. Занимљиво је да ћелије са мање кратких интеракција хроматина имају тенденцију да показују знаке старења и Алцхајмерове болести.

„Користећи ову трансформативну технологију за анализу појединачних ћелија, открили смо да су неке мождане ћелије старије од других“, рекао је Зхонг. Он је објаснио да људи са Алцхајмеровом болешћу имају већи број ових старих можданих ћелија у поређењу са здравим људима.

Истраживачи верују да би ово откриће могло да помогне у развоју нових третмана за Алцхајмерову болест.

„Ако можемо да идентификујемо дисрегулисане гене у овим старим ћелијама и разумемо њихове функције у локалној структури хроматина, такође можемо да идентификујемо нове потенцијалне терапијске мете“, рекао је први аутор студије Ксингзхао Вен, докторант из биоинформатике у Зхонговој лабораторији.

Студија је такође открила полне разлике у старењу можданих ћелија. У можданом кортексу жена, истраживачи су открили већи однос старих олигодендроцита и старих неурона. Олигодендроцити су врста можданих ћелија које формирају заштитни слој око неурона. С обзиром на њихову кључну улогу у одржавању нормалне функције мозга, повећан број старих олигодендроцита може погоршати когнитивни пад.

„Непропорционално присуство старих олигодендроцита у можданој кори жена може бацити ново светло на повећан ризик од неуродегенеративних и психијатријских поремећаја уочених код жена“, рекао је Вен.

Даље, истраживачи ће радити на додатној оптимизацији МУЗИКЕ како би је користили за идентификацију фактора—као што су регулаторни гени и генетска кола—који су одговорни за убрзано старење у одређеним можданим ћелијама.

„Потом ћемо развити стратегије за сузбијање активности ових гена или кола, у нади да ћемо успорити старење мозга“, рекао је Зхонг.

Резултати рада су детаљно описани у чланку објављеном у часопису Природа.