Ο «ΜΟΥΣΙΚΟΣ Χάρτης» δείχνει ορισμένα εγκεφαλικά κύτταρα γερνούν πιο γρήγορα
Τελευταία επισκόπηση: 14.06.2024
Όλα τα περιεχόμενα του iLive ελέγχονται ιατρικά ή ελέγχονται για να διασφαλιστεί η όσο το δυνατόν ακριβέστερη ακρίβεια.
Έχουμε αυστηρές κατευθυντήριες γραμμές προμήθειας και συνδέουμε μόνο με αξιόπιστους δικτυακούς τόπους πολυμέσων, ακαδημαϊκά ερευνητικά ιδρύματα και, όπου είναι δυνατόν, ιατρικά επισκοπικά μελέτες. Σημειώστε ότι οι αριθμοί στις παρενθέσεις ([1], [2], κλπ.) Είναι σύνδεσμοι με τις οποίες μπορείτε να κάνετε κλικ σε αυτές τις μελέτες.
Εάν πιστεύετε ότι κάποιο από το περιεχόμενό μας είναι ανακριβές, παρωχημένο ή αμφισβητήσιμο, παρακαλώ επιλέξτε το και πατήστε Ctrl + Enter.
Μηχανικοί του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο ανακάλυψαν ότι ορισμένα εγκεφαλικά κύτταρα γερνούν πιο γρήγορα από άλλα και είναι δυσανάλογα άφθονα σε άτομα με νόσο Αλτσχάιμερ. Επιπλέον, οι ερευνητές παρατήρησαν διαφορές στη διαδικασία γήρανσης ορισμένων εγκεφαλικών κυττάρων ανάλογα με το φύλο: στον εγκεφαλικό φλοιό των γυναικών υπήρχε μεγαλύτερη αναλογία «παλιών» ολιγοδενδροκυττάρων σε σύγκριση με «παλαιούς» νευρώνες σε σύγκριση με τον φλοιό των ανδρών. P>
Αυτές οι ανακαλύψεις έγιναν δυνατές με μια νέα τεχνική που ονομάζεται MUSIC (χαρτογράφηση των αλληλεπιδράσεων νουκλεϊκών οξέων σε μεμονωμένα κύτταρα), η οποία επιτρέπει στους ερευνητές να κοιτάξουν μέσα σε μεμονωμένα εγκεφαλικά κύτταρα και να χαρτογραφήσουν τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ της χρωματίνης -της σφιχτά διπλωμένης μορφής DNA- και του RNA. Αυτή η τεχνική μας επιτρέπει να οπτικοποιήσουμε αυτές τις αλληλεπιδράσεις σε επίπεδο μονοκυττάρου και να μελετήσουμε πώς επηρεάζουν την έκφραση των γονιδίων.
"Η ΜΟΥΣΙΚΗ είναι ένα ισχυρό εργαλείο που μας επιτρέπει να εμβαθύνουμε στις σύνθετες πτυχές της νόσος του Alzheimer", δήλωσε ο ανώτερος συγγραφέας της μελέτης Sheng Zhong, Καθηγητής Βιομηχανικής Shu Chien. Η Gena Lai στη Σχολή Μηχανικών Jacobs στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο.
"Αυτή η τεχνολογία έχει τη δυνατότητα να αποκαλύψει νέους μοριακούς μηχανισμούς που βρίσκονται πίσω από την παθολογία της νόσου του Αλτσχάιμερ, που μπορεί να ανοίξει το δρόμο για πιο στοχευμένες θεραπευτικές παρεμβάσεις και βελτιωμένα αποτελέσματα των ασθενών."
Ο ανθρώπινος εγκέφαλος περιέχει ένα πολύπλοκο δίκτυο κυττάρων που επικοινωνούν και αλληλεπιδρούν με πολύπλοκους τρόπους. Σε καθένα από αυτά τα κύτταρα, υπάρχει μια δυναμική αλληλεπίδραση γενετικών συστατικών, συμπεριλαμβανομένης της χρωματίνης και του RNA, που καθορίζουν τις βασικές κυτταρικές λειτουργίες. Καθώς τα εγκεφαλικά κύτταρα μεγαλώνουν και γερνούν, αυτές οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ της χρωματίνης και του RNA αλλάζουν. Και σε κάθε κύτταρο αυτά τα σύμπλοκα μπορεί να διαφέρουν πολύ, ειδικά στα ώριμα κύτταρα. Ωστόσο, η αποκάλυψη των λεπτοτήτων αυτών των αλληλεπιδράσεων παρέμεινε μια πρόκληση.
Η τεχνική MUSIC έχει έρθει στη διάσωση, παρέχοντας την ευκαιρία να εξετάσουμε τις εσωτερικές λειτουργίες μεμονωμένων εγκεφαλικών κυττάρων. Χρησιμοποιώντας ΜΟΥΣΙΚΗ, η ομάδα του Zhong ανέλυσε μεταθανάτια δείγματα εγκεφάλου, ειδικά ιστό ανθρώπινου μετωπιαίου φλοιού, που ελήφθη από 14 δότες ηλικίας 59 ετών και άνω, ορισμένοι με νόσο Αλτσχάιμερ και άλλοι χωρίς.
Διαπίστωσαν ότι διαφορετικοί τύποι εγκεφαλικών κυττάρων εμφανίζουν διαφορετικά μοτίβα αλληλεπίδρασης μεταξύ της χρωματίνης και του RNA. Είναι ενδιαφέρον ότι τα κύτταρα με λιγότερες σύντομες αλληλεπιδράσεις χρωματίνης έτειναν να εμφανίζουν σημάδια γήρανσης και νόσου Αλτσχάιμερ.
"Χρησιμοποιώντας αυτήν την τεχνολογία μετασχηματισμού για την ανάλυση μεμονωμένων κυττάρων, διαπιστώσαμε ότι ορισμένα εγκεφαλικά κύτταρα είναι μεγαλύτερα από άλλα", είπε ο Zhong. Εξήγησε ότι τα άτομα με νόσο του Αλτσχάιμερ είχαν υψηλότερο αριθμό αυτών των παλαιών εγκεφαλικών κυττάρων σε σύγκριση με τους υγιείς ανθρώπους.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να βοηθήσει στην ανάπτυξη νέων θεραπειών για τη νόσο του Αλτσχάιμερ.
"Εάν μπορούμε να αναγνωρίσουμε απορυθμισμένα γονίδια σε αυτά τα παλιά κύτταρα και να κατανοήσουμε τις λειτουργίες τους στην τοπική δομή της χρωματίνης, μπορούμε επίσης να εντοπίσουμε νέους πιθανούς θεραπευτικούς στόχους", δήλωσε ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης Xingzhao Wen, υποψήφιος διδάκτορας στη βιοπληροφορική στο εργαστήριο του Zhong.
Η μελέτη βρήκε επίσης διαφορές φύλου στη γήρανση των εγκεφαλικών κυττάρων. Στον εγκεφαλικό φλοιό των γυναικών, οι ερευνητές βρήκαν υψηλότερη αναλογία παλαιών ολιγοδενδροκυττάρων προς παλιούς νευρώνες. Τα ολιγοδενδροκύτταρα είναι ένας τύπος εγκεφαλικών κυττάρων που σχηματίζουν ένα προστατευτικό στρώμα γύρω από τους νευρώνες. Δεδομένου του κρίσιμου ρόλου τους στη διατήρηση της φυσιολογικής λειτουργίας του εγκεφάλου, ο αυξημένος αριθμός παλαιών ολιγοδενδροκυττάρων μπορεί να επιδεινώσει τη γνωστική έκπτωση.
"Η δυσανάλογη παρουσία παλαιών ολιγοδενδροκυττάρων στον εγκεφαλικό φλοιό των γυναικών μπορεί να ρίξει νέο φως στους αυξημένους κινδύνους νευροεκφυλιστικών και ψυχιατρικών διαταραχών που παρατηρούνται στις γυναίκες", είπε ο Wen.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές θα εργαστούν για να βελτιστοποιήσουν περαιτέρω τη ΜΟΥΣΙΚΗ για να τη χρησιμοποιήσουν για τον εντοπισμό παραγόντων —όπως τα ρυθμιστικά γονίδια και τα γενετικά κυκλώματα— που ευθύνονται για την επιτάχυνση της γήρανσης σε ορισμένα εγκεφαλικά κύτταρα.
"Στη συνέχεια θα αναπτύξουμε στρατηγικές για την καταστολή της δραστηριότητας αυτών των γονιδίων ή κυκλωμάτων, ελπίζοντας να επιβραδύνουμε τη γήρανση του εγκεφάλου", είπε ο Zhong.
Τα αποτελέσματα της εργασίας περιγράφονται λεπτομερώς σε ένα άρθρο που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature.