Objavený proteín pomáha s rýchlejším prenosom informácií medzi neurónmi.
Ilustrácia myši a mozgu. Zdroj: iStockphoto.com
Vedci sa už desaťročia snažia odhaliť, prečo sa pamäť s vekom zhoršuje. Záhadu možno vyrieši potenciálny liek, ktorý teraz objavili – mozgovomiešny mok z mladších mozgov.
Vedci, ktorí publikovali svoje objavy v prestížnom časopise Nature, uvádzajú, že mozgovomiešny mok, inak povedané cerebrospinálna tekutina z mladých myší, môže zlepšiť pamäť starších myší. Priame podanie mladého mozgovomiešneho moku do mozgu zlepšuje vodivosť neurónov starnúcich myší, čo následne zdokonaľuje proces vytvárania a vybavovania spomienok. Tím tiež naznačuje, že zlepšenia sú z veľkej časti spôsobené špecifickým proteínom v tekutine.
„Je to neskutočne vzrušujúce z pohľadu teoretického výskumu, ale aj z pohľadu terapeutických aplikácií,“ hovorí Maria Lehtinen, neurobiologička z Bostonskej detskej nemocnice v Massachusetts.
Čo je mozgovomiešny mok?
Mozgovomiešny mok je typ tekutiny, respektíve plazmy v našom centrálnom nervovom systéme, zložený z esenciálnych iónov a živín. Jeho hlavnou funkciou je vyrovnávať tlakové rozdiely, zabezpečovať odstraňovanie odpadových látok a je nevyhnutný pre normálny vývoj mozgu.
Lekári ho často používajú ako indikátor zdravia mozgu a biomarker neurologických ochorení. Ako však postupom času starneme, stráca aj on časť svojej sily. Spoluautor Tal Iram, neurovedec na Stanfordskej univerzite v Kalifornii, hovorí, že tieto zmeny môžu ovplyvniť bunky súvisiace s pamäťou.
Zloženie proteínov mozgovomiešneho moku sa mení v súvislosti so starnutím človeka, čo sa vyznačuje zvýšením zápalových proteínov a znížením rastových faktorov.
Testovanie pamäti
Prvým krokom pre vedecký tím bola úloha, v rámci ktorej potrebovali, aby si starnúce myši zapamätali nejaký silný zážitok. 20-mesačným myšiam preto dali tri malé elektrické šoky do chodidla, ktoré spojili s niekoľkými zábleskami svetla a zvuku. Myš si mala vytvoriť asociáciu medzi svetlom a šokom. Potom vedci podali priamo do mozgu starších myší mozgovomiešny mok od mladších, len 10-týždňových myší. Pre overenie hypotézy vytvorili aj kontrolnú skupinu, ktorá dostala syntetický mozgovomiešny mok.
Po troch týždňoch vystavili myši rovnakým zvukom a svetlám, ale tentoraz bez použitia zásahu elektrickým šokom – tým obnovili kontext strachu bez skutočnej akcie, ktorá vyvoláva strach.
Myši, ktorým mozgom pretekala mladá mozgovomiešna tekutina, si v 40 percent prípadoch pamätali, že dostali pri zapnutí svetla zásah elektrickým šokom, a preto stuhli od strachu. Kontrolné myši s umelým mozgovomiešnym mokom si situáciu pamätali menej, stuhlo len 18 percent z nich.
Zistenia štúdie naznačujú, že mladý mozgovomiešny mok môže obnoviť určitý pokles schopností starnutia mozgu. „Mozog je stále tvárny a existujú spôsoby, ako zlepšiť jeho funkciu,“ hovorí spoluautor Tony Wyss-Coray, neurovedec zo Stanfordu.
Poprepájaný mozog
Hipokampus je riadiacim centrom pamäti mozgu a je zodpovedný za vytváranie, uchovávanie a vyvolávanie spomienok. Tím vedcov sa preto pozrel na túto štruktúru v tvare morského koníka, aby lepšie pochopil, ako môže mladý mozgovomiešny mok zlepšiť pamäťovú funkciu starnúcich myší.
Výskumníci zistili, že v hipokampe sa po podaní mladého mozgovomiešneho moku zvýšila aktivita génov, ktoré súvisia s nervovými bunkami, nazývanými oligodendrocyty.
Prepojené neuróny. Zdroj: iStockphoto.com
Tony Wyss-Coray sa vyjadril, že oligodendrocyty produkujú myelínový obal okolo výbežkov neurónov – axónov, ktoré vedú informáciu z bunky. Tento plášť pomáha s vodivosťou, a teda prenosom informácií medzi neurónmi.
Konkrétne mladý mozgovomiešny mok pomáha vytvárať viac počiatočných štádií oligodendrocytov, známych ako oligodendrocytové progenitorové bunky. „Tvorba väčšieho počtu buniek, ktoré izolujú nervové spojenia, udržiava správnu funkciu mozgu,“ dodáva Wyss-Coray.
Zázračný proteín
Výskumníci izolovali z mozgovomiešneho moku aj proteín – fibroblastový rastový faktor 17 (Fgf17) –, ktorý je presvedčivým kandidátom na zlepšenie pamäti.
Podanie len čisto Fgf17 malo podobný účinok na obnovenie pamäti ako celý mozgovomiešny mok. Navyše keď vedci použili protilátku, ktorá blokovala funkciu Fgf17, došlo k zhoršeniu pamäti hlodavcov.
Autori štúdie Wyss-Coray a Iram dokonca požiadali o patent na svoje zistenia ohľadom Fgf17.
Trvalo viac ako rok, kým Iram a jeho tím zdokonalil proces odoberania mozgovomiešneho moku a jeho následného podania do iného mozgu.
Tlak v mozgu je vo veľmi citlivej rovnováhe, takže podanie mozgovomiešneho moku musí byť pomalé a aplikované do vyhradeného špecifického miesta v mozgovej komore.
Štúdia nielenže naznačuje, že proteín Fgf17 má potenciál pri terapeutickej liečbe, ale taktiež prehlbuje zistenie o spôsobe podávania liečiva, ktoré umožňuje látkam priamy prístup do mozgovomiešneho moku.
Každá takáto liečba bude nesmierne nápomocná pri podpore starnúcej populácie, najmä pri liečbe demencie.
Zdroj: Nature
(JM)
