Creierul nu îmbătrânește uniform. La un moment dat, în jurul vârstei de 50 de ani, ceva se schimbă fundamental în felul în care celulele sale funcționează și comunică.
Iar această transformare ar putea explica de ce riscul de Alzheimer și alte boli neurodegenerative crește atât de abrupt odată cu înaintarea în vârstă.
Cercetătorii au descoperit că hipocampul, regiunea cerebrală vitală pentru memorie și învățare, trece printr-o etapă de tranziție bine delimitată, între aproximativ 50 și 75 de ani. Nu este vorba despre un declin lent și previzibil, ci despre o reorganizare profundă la nivel celular și genetic.
Studiul a analizat țesut cerebral post-mortem de la 40 de donatori fără afecțiuni neurologice cunoscute. Oamenii de știință i-au împărțit în patru grupuri de vârstă: 20-40, 40-60, 60-80 și 80-100 de ani. Fiecare grup a cuprins zece persoane, cinci femei și cinci bărbați.
Cu ajutorul unor tehnologii avansate, echipa a examinat expresia genelor, accesibilitatea cromatinei, metilarea ADN-ului și arhitectura tridimensională a genomului la nivelul nucleelor individuale.
Microglia se transformă într-un dușman inflamator
Una dintre cele mai surprinzătoare descoperiri le privește pe microglii, celulele imunitare rezidente ale creierului. Până acum, se credea că majoritatea acestor celule, originare din dezvoltarea embrionară, rămân în creier toată viața. Noul studiu contrazice această idee.
Între 50 și 75 de ani, microgliile provenite din sacul vitelin embrionar se reduc, iar în locul lor apar celule cu trăsături moleculare similare celor din sângele periferic. Mai mult, aceste celule noi au un profil mai inflamator.
Este o schimbare care ar putea avea implicații majore pentru înțelegerea neuroinflamației asociate îmbătrânirii. Studiul nu demonstrează că această transformare cauzează Alzheimer, dar oferă indicii prețioase despre mecanismele care ar putea contribui la boală.
Microglia joacă un rol esențial în menținerea echilibrului cerebral. Elimină resturile celulare și participă la răspunsurile imunitare. Odată cu vârsta, profilul său molecular se modifică: trece de la o stare predominantă homeostatică la una pregătită pentru un răspuns inflamator.
Această schimbare coincide cu modificări în metilarea ADN-ului și în reglarea genetică. Dar microglia nu este singurul tip celular afectat. Astrocitele, celule care contribuie la reglarea transmiterii sinaptice, scad semnificativ pe măsură ce îmbătrânim.
Unele subtipuri implicate în menținerea și reglarea sinapselor se reduc odată cu vârsta. Și celulele precursoare ale oligodendrocitelor, dar și celulele endoteliale, responsabile de funcționarea barierei hematoencefalice, suferă transformări.
Arhitectura 3D a ADN-ului se erodează
Apoi urmează o descoperire care nu are legătură cu numărul celulelor, ci cu ceea ce se petrece în interiorul lor. ADN-ul nu este depozitat aleatoriu în nucleu. Este pliat într-o structură tridimensională complexă, iar această organizare controlează ce gene sunt activate sau dezactivate.
Cercetătorii au constatat că, odată cu vârsta, această arhitectură 3D se erodează în mai multe tipuri de celule cerebrale. Domeniile locale ale cromatinei devin mai puțin bine definite, iar anumite interacțiuni între cromozomi se intensifică.
A fost observată și reducerea legării unei proteine numite CTCF, importantă pentru organizarea structurii tridimensionale a genomului. Aceste schimbări corespund modificărilor din expresia genelor și epigenomul. Rezultatele conturează o imagine diferită asupra îmbătrânirii cerebrale.
Nu este un declin uniform, ci un proces cu modificări progresive și schimbări neliniare, mai pronunțate în anumite perioade. Intervalul dintre 50 și 75 de ani se remarcă prin transformarea microgliei.
Asta nu înseamnă că la 50 de ani creierul se schimbă brusc sau că după 75 de ani procesul se oprește. Limitele reprezintă intervalul identificat în datele cercetării, nu 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.
