Malé molekuly pro omlazení mozku
V nedávné studii publikované v časopise Aging Cell vědci uvedli, že injekce specifických metabolitů na bázi uhlíku do hipokampu může omladit buňky v této části mozku. Tento přístup může potenciálně pomoci udržet paměť a zlepšit mozkové funkce u starších jedinců.
Přístup malých molekul
Jednou z hlavních příčin stárnutí jsou epigenetické změny, tedy úpravy genové exprese, které mohou oslabovat základní buněčné funkce a přispívat k věkem podmíněným nemocem, včetně rakoviny. Změny v epigenetice hrají roli i v poklesu schopnosti mozku učit se a pamatovat si. Vědci se dříve pokusili tento proces zvrátit pomocí Yamanakových faktorů, což jsou molekuly, které dokáží buňkám vrátit mladistvé vlastnosti. Tyto metody jsou však pro klinické použití zatím složité a nákladné.
Proto se výzkumný tým zaměřil na jednodušší řešení – metabolity zvané „jednouhlíkové metabolity“ (1C), které jsou základní složkou epigenetické methylace. Dřívější výzkum ukázal, že když se buňky vystaví směsi těchto metabolitů (nazvané 1C-MIM), dochází k epigenetickému omlazení. To vedlo ke zlepšení funkce mozkových buněk a ke zvýšení svalové síly u starších myší. Nicméně dvě složky této směsi byly pro neurony toxické, proto byly ve vylepšené verzi směsi (1C-4-MIM) vynechány.
Dopady na epigenetiku a genovou expresi
Pro zkoumání účinků 1C-4-MIM na paměť výzkumníci aplikovali tuto směs přímo do hipokampu u dvanáctiměsíčních myší, což odpovídá střednímu věku u lidí. Výsledky ukázaly snížení epigenetického markéru H4K20me3, který se s věkem zvyšuje, zatímco další markér H3K9me3, který s věkem klesá, zůstal beze změny.
Další testy u čtyřměsíčních a šestnáctiměsíčních myší neprokázaly výrazný vliv na epigenetické stárnutí, ale injekce ovlivnila až 248 epigenetických oblastí. Mezi klíčové změny patřily geny Cacna2d2 a Zic4, které mají přímý vliv na mozkové funkce spojené s učením a prostorovou pamětí.
Omlazení mozku a chování myší
Důležité je, že tyto epigenetické změny se odrazily i v chování myší. Zvířata injikovaná 1C-4-MM směsí vykazovala lepší výsledky v testech prostorové paměti i při rozpoznávání objektů. Přestože zatím není jasné, zda je směs bezpečná pro lidské použití, a nebyla testována na velmi starých myších, výsledky naznačují potenciál pro další výzkum, například s ohledem na oxidační stres.
Literatura
- Creighton, S. D., Stefanelli, G., Reda, A., & Zovkic, I. B. (2020). Mechanismy epigenetiky a jejich vliv na paměť a učení. International Journal of Molecular Sciences, 21(18), 6918.
- Rodríguez-Matellán, A., et al. (2020). Vliv epigenetických faktorů na omlazení mozku myší. Stem Cell Reports, 15(5), 1056–1066.
- Hernandez-Benitez, R., et al. (2024). Efekt metabolitů na regeneraci svalů u mladých i starých myší. Cell Reports Medicine, 5(3).
- Chiavellini, P., et al. (2022). Epigenetické markery hipokampu a jejich vliv na paměť. The Journals of Gerontology: Series A, 77(12), 2387–2394.
Tyto slibné výsledky ukazují na potenciál aplikace 1C-4-MM směsi k podpoře paměti a plastických schopností mozku, avšak pro potvrzení účinnosti a bezpečnosti pro lidi bude nezbytné další testování.