Η επιστημονική ανακάλυψη που συνδέει άμεσα τη γήρανση με τη νόσο Αλτσχάιμερ μετά τα 50 έτη

Σύνοψη

• Μια εκτεταμένη και μέχρι πρότινος κρυφή μεταβολή στα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος του εγκεφάλου ξεκινά στην ηλικία των 50 ετών, σύμφωνα με μια νέα διεπιστημονική αμερικανική έρευνα που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science.
• Τα βασικά ανοσοκύτταρα (μικρογλοία) στον ιππόκαμπο μειώνονται σταδιακά και αντικαθίστανται από διαφορετικά κύτταρα τα οποία χαρακτηρίζονται από ισχυρά φλεγμονώδη χαρακτηριστικά και παρουσιάζουν ομοιότητες με τα κύτταρα του περιφερειακού αίματος.
• Η ερευνητική ομάδα ανέλυσε την τρισδιάστατη δομή του γονιδιώματος και την επιγενετική συμπεριφορά σε μεταθανάτια δείγματα υγιών ενηλίκων ηλικίας 20 έως 95 ετών, αξιοποιώντας υπερσύγχρονες τεχνολογίες αλληλούχισης μεμονωμένων κυττάρων.
• Το συγκεκριμένο επιστημονικό εύρημα καταρρίπτει τη μακροχρόνια πεποίθηση πως τα μικρογλοία απλώς ανανεώνονται αυτούσια καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής, προσφέροντας μια νέα οπτική γωνία στους βαθύτερους νευρολογικούς μηχανισμούς της νόσου Αλτσχάιμερ.

Σύμφωνα με πρόσφατη αμερικανική μελέτη που αναρτήθηκε στο περιοδικό Science, από την ηλικία των 50 έως των 75 ετών, τα κύρια ανοσοκύτταρα του ιππόκαμπου, γνωστά ως μικρογλοία, παρουσιάζουν σταδιακή μείωση και αντικαθίστανται ραγδαία από νέα κύτταρα τα οποία εκπέμπουν αισθητά ισχυρότερα φλεγμονώδη σήματα. Αυτή η αθόρυβη βιολογική αναδιάταξη συνδέεται άμεσα με τη φυσιολογική γήρανση του οργανισμού και ενδέχεται να αποτελεί τον κρίσιμο κυτταρικό μηχανισμό που προετοιμάζει το έδαφος για την εκδήλωση της νόσου Αλτσχάιμερ, καθώς και διαφόρων άλλων σοβαρών μορφών άνοιας.

Το τέλος μιας μακροχρόνιας επιστημονικής θεωρίας για τα μικρογλοία

Η κατανόηση της ανθρώπινης γήρανσης αποκτά συνεχώς νέες διαστάσεις χάρη στην εξέλιξη των ιατρικών και υπολογιστικών εργαλείων ανάλυσης, επιτρέποντας στους ερευνητές να προσεγγίζουν προβλήματα που παλαιότερα φάνταζαν άλυτα. Μια ευρεία συνεργασία διακεκριμένων ερευνητών από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο (UC San Diego), το Κέντρο Γονιδιώματος της Νέας Υόρκης και το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Ιρβάιν (UC Irvine), με την υποστήριξη του Εθνικού Ινστιτούτου Υγείας των ΗΠΑ (NIH), προχώρησε σε μια ανακάλυψη που ανατρέπει τις καθιερωμένες επιστημονικές αντιλήψεις γύρω από τον τρόπο με τον οποίο προστατεύεται ο εγκέφαλος. Μέχρι σήμερα, η κρατούσα ιατρική άποψη υποστήριζε ότι τα μικρογλοία, τα οποία δημιουργούνται κατά τη διάρκεια της εμβρυϊκής ανάπτυξης, παραμένουν μόνιμα εγκατεστημένα στον εγκέφαλο και ανανεώνονται εσωτερικά καθ' όλη τη διάρκεια της ζωής ενός ατόμου, χωρίς να αλλοιώνεται η βασική τους λειτουργία.

Ωστόσο, η εξέταση μεταθανάτιου ιστού από τον ιππόκαμπο, ο οποίος αποτελεί το κεντρικό όργανο μάθησης και μνήμης στον εγκέφαλο, σε 40 νευρολογικά υγιείς ενήλικες ηλικίας από 20 έως 95 ετών, απέδειξε ακριβώς το αντίθετο. Οι επιστήμονες διαπίστωσαν με απόλυτη βεβαιότητα ότι, ξεκινώντας περίπου από το 50ο της ηλικίας, ο πληθυσμός αυτών των προστατευτικών κυττάρων υφίσταται μια εντυπωσιακή συρρίκνωση. Το κενό που δημιουργείται δεν καλύπτεται από πανομοιότυπα αντίγραφα, αλλά από νεότερα κύτταρα τα οποία φέρουν εντελώς διαφορετικά χαρακτηριστικά και συμπεριφέρονται με τρόπο που θυμίζει έντονα τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος που κυκλοφορούν στο περιφερειακό αίμα, προκαλώντας παρατεταμένη και επιβλαβή νευρολογική φλεγμονή.

Η δύναμη της επιγενετικής και της τρισδιάστατης χαρτογράφησης του γονιδιώματος

Η συγκεκριμένη ανακάλυψη κατέστη δυνατή μόνο μέσα από τη συνδυαστική χρήση παραδοσιακών μετρήσεων της γονιδιακής δραστηριότητας με υπερσύγχρονες τεχνικές οι οποίες χαρτογραφούν την τρισδιάστατη φυσική δομή του γονιδιώματος και τις χημικές τροποποιήσεις του, μια διαδικασία γνωστή ως επιγενετική. Ο Δρ. Nathan Zemke, διευθυντής γονιδιωματικής μεμονωμένων κυττάρων στο Κέντρο Επιγενετικής του UC San Diego και κύριος συγγραφέας της μελέτης, εξηγεί πως η απλή έκφραση των γονιδίων μάς πληροφορεί μόνο για τις τρέχουσες ενέργειες ενός κυττάρου, ενώ αντίθετα οι επιγενετικές υπογραφές διατηρούν αναλλοίωτες τις πληροφορίες σχετικά με την πραγματική προέλευση του κυττάρου αυτού. Εάν η ερευνητική ομάδα είχε περιοριστεί αποκλειστικά στη συμβατική ανάλυση των δεδομένων γονιδιακής έκφρασης, αυτή η μνημειώδης μετατόπιση στην ταυτότητα και τη γενεαλογία των ανοσοκυττάρων του ηλικιωμένου ανθρώπινου εγκεφάλου θα παρέμενε εντελώς αθέατη.

Επιπλέον, η μελέτη επικεντρώθηκε και στη συνολική υποβάθμιση του αιματοεγκεφαλικού φραγμού, δηλαδή του ζωτικού προστατευτικού συνόρου που ελέγχει με αυστηρότητα ποιες ουσίες επιτρέπεται να περάσουν από την κυκλοφορία του αίματος στον ευαίσθητο εγκεφαλικό ιστό. Σύμφωνα με τον Δρ. Bing Ren, επιστημονικό διευθυντή του Κέντρου Γονιδιώματος της Νέας Υόρκης, παρατηρήθηκαν εκτεταμένες, συγχρονισμένες και προοδευτικές δομικές διαταραχές στη φυσική οργάνωση του γονιδιώματος σε διάφορους τύπους εγκεφαλικών κυττάρων, οι οποίες συνδέονται στενά με μετατοπίσεις στη ρύθμιση των γονιδίων, αποκαλύπτοντας πιθανότατα ένα από τα πιο θεμελιώδη και μέχρι σήμερα άγνωστα χαρακτηριστικά της βιολογικής φθοράς στον ανθρώπινο εγκέφαλο.

Η άποψη του Techgear

Για την ελληνική πραγματικότητα, όπου ο πληθυσμός καταγράφει ραγδαία γήρανση και το προσδόκιμο ζωής βρίσκεται σταθερά σε υψηλά επίπεδα, μελέτες αυτού του βεληνεκούς αποκτούν καθοριστική σημασία για τη δημόσια υγεία. Η άνοια και ειδικότερα η νόσος Αλτσχάιμερ αποτελούν ίσως τη μεγαλύτερη υγειονομική πρόκληση των επόμενων δεκαετιών, δοκιμάζοντας τις αντοχές των συστημάτων υγείας και την ποιότητα ζωής δεκάδων χιλιάδων ελληνικών οικογενειών.

Η αποκωδικοποίηση αυτού του «κρυφού διακόπτη» που ενεργοποιείται στη μέση ηλικία παρέχει στις φαρμακευτικές εταιρείες και τα ερευνητικά ιδρύματα έναν ολοκαίνουργιο, εξαιρετικά συγκεκριμένο στόχο. Η προοπτική ανάπτυξης στοχευμένων νευροπροστατευτικών θεραπειών, οι οποίες θα αποτρέπουν την αντικατάσταση των ευεργετικών μικρογλοίων από επιθετικά φλεγμονώδη κύτταρα, δεν αποτελεί απλώς μια θεωρητική πιθανότητα, αλλά τον επόμενο μεγάλο στόχο της βιοτεχνολογίας. 

Η διαρκής χαρτογράφηση του ανθρώπινου γονιδιώματος αποδεικνύει περίτρανα πως όσα περισσότερα γνωρίζουμε για τον μικρόκοσμο των κυττάρων, τόσο πιο κοντά βρισκόμαστε στην αποτελεσματική αντιμετώπιση ασθενειών που θεωρούνταν ανίκητες.