Vedci našli spôsob, ako oživiť zabudnuté spomienky. Tvrdia tiež, že dokážu zastaviť zabúdanie
Výskumníci vyvinuli dva postupy, ktoré spoločnými silami dokážu vrátiť starnúcemu mozgu schopnosť pamätať si.
Zabúdanie nemusí byť nezvratné. Výskumníci z Virginia Tech ukázali, že pamäť v staršom mozgu sa dá zlepšiť, ak sa upravia správne molekulárne procesy. Pomocou nástrojov CRISPR dokázali „opraviť“ bunkové mechanizmy, ktoré sa s vekom rozladia, a tým vrátili pamäť starým potkanom na úroveň mladších zvierat.
Tím vedený Timothym Jaromem zo Školy živočíšnych vied sa rozhodol pozrieť na starnutie mozgu z úplne inej strany, informuje Science Daily. Namiesto toho, aby hľadal liek proti Alzheimerovej chorobe alebo podporu nervového rastu, zameral sa na samotné molekulárne riadenie pamäti. To sa mení už dávno predtým, ako sa objavia vážne symptómy demencie.
Dva typy zásahu, RNA aj DNA
Výskumníci použili dva rozdielne typy CRISPR systémov, ktoré pôsobia na odlišné vrstvy genetického riadenia. Prvý, CRISPR-dCas13, cielil na úroveň RNA, teda na proces, v ktorom sa informácie z génov prepisujú do podoby, ktorú bunky používajú pri tvorbe proteínov. Tento nástroj vedci využili na úpravu procesu nazývaného K63 polyubikvitinácia, ktorý v mozgu funguje ako značkovací systém, hovorí proteínom, ako sa majú správať, kam majú smerovať a kedy sa majú rozložiť.
V mladom mozgu systém funguje presne. So starnutím sa však jeho rovnováha naruší. V hipokampe sa aktivita zvyšuje, zatiaľ čo v amygdale klesá. Keď výskumníci tieto procesy v starých potkanoch upravili, pamäť sa im výrazne zlepšila.
Druhý zásah využíval CRISPR-dCas9, ktorý pôsobí priamo na DNA. Tím ním odstránil metylačné značky na géne IGF2. Ide o jeden z mála génov, ktorý sa v mozgu s vekom chemicky umlčia. IGF2 podporuje rast a obnovu nervových buniek a je známy tým, že pomáha pri ukladaní spomienok. Po jeho opätovnom aktivovaní sa výkon starých potkanov v pamäťových testoch dramaticky zlepšil, zatiaľ čo mladšie zvieratá, ktoré ešte problémy nemali, zostali bez zmeny.
Neprehliadni
Tým výskum jasne ukázal, že starnutie mozgu nie je len „opotrebenie materiálu“. Je to súbor konkrétnych zmeniteľných príkazov v DNA a RNA.
Proces K63 polyubikvitinácie nesúvisí len s učením, ale aj s odstraňovaním poškodených proteínov, teda s takzvanou autofágiou. Ak sa tento systém pokazí, mozog začne hromadiť toxické proteíny β-amyloid a tau, ktoré sú typické pre Alzheimerovu chorobu. To znamená, že narušenie K63 mechanizmu môže byť jednou z prvých etáp Alzheimerovej patológie, ešte predtým, ako sa začnú rozpadať nervové spojenia.
Týmto výskum vytvára dôležitý most medzi biológiou starnutia a neurodegeneratívnymi ochoreniami. Ak sa podobný zásah podarí bezpečne použiť aj na ľudských bunkách, mohlo by to viesť k úplne novému typu prevencie demencie.
Dve vrstvy starnutia, dve vrstvy riešenia
Kombinácia CRISPR-dCas13 a dCas9 predstavuje novú stratégiu, ktorá útočí na starnutie z dvoch strán. Z jednej upravuje procesy na úrovni RNA a proteínov, z druhej opätovne aktivuje „spiace“ gény.
Podľa Jaromeho ide o začiatok multivrstvového génového inžinierstva, ktoré dokáže cieliť presne tam, kde sa problém objaví, nie plošne, ale s chirurgickou presnosťou.
„Keď sme opätovne spustili IGF2, staré zvieratá si opäť zapamätali to, čo predtým zabudli. Nie je to kúzlo, ale presne zacielená oprava toho, čo sa vekom pokazí,“ vysvetlil Jarome.
Zaujímavé je, že keď vedci rovnaký zásah vykonali u zvierat stredného veku, ktoré ešte pamäť nestrácali, žiadny efekt sa neprejavil. To naznačuje, že časovanie zásahu je kľúčové. Zasiahnuť treba práve v momente, keď sa mozog začína meniť, nie skôr ani neskôr.
Štúdie potvrdzujú, že strata pamäti pri starnutí nemá jedinú príčinu. Ide o spleť procesov, ktoré sa menia súčasne a navzájom ovplyvňujú. Preto aj riešenie musí byť viacvrstvové.
Tím z Virginia Tech ukázal, že presná úprava molekulárnych signálov dokáže mozgu vrátiť jeho schopnosť učiť sa a pamätať si. Ak sa výsledky potvrdia aj na ľudských modeloch, mohli by sme sa priblížiť k liečbe, ktorá nebude len spomaľovať starnutie, ale napraví jeho dôsledky priamo v genetickom kóde.
