Vědci prokázali, že částečné opakované přeprogramování zaměřené pouze na neurony v hipokampu může zvýšit jejich životaschopnost a zlepšit kognitivní funkce v myším modelu Alzheimerovy choroby (zdroj).
Časově a prostorově zaměřené přeprogramování
Částečné buněčné přeprogramování se stalo jedním z nejperspektivnějších směrů ve výzkumu dlouhověkosti. Umožňuje omlazení buněk bez jejich úplné transformace do kmenového stavu, kde ztrácejí svou původní funkci. K dosažení tohoto stavu se využívá pulzní (tedy přerušované) podávání přeprogramovacích faktorů, což u různých živočišných modelů prokázalo prodloužení života i zlepšení zdravotního stavu.
Díky moderním technologiím lze přeprogramování omezit nejen časově, ale i na konkrétní orgány a typy buněk. Například tým Davida Sinclaira dokázal, že částečné přeprogramování zrakových nervových buněk obnovilo vidění u myší s poraněním zrakového nervu. Nervová soustava však stále zůstává málo probádanou oblastí v tomto ohledu. Nová studie vědců z Univerzity v Barceloně, publikovaná v časopise Cell, se zaměřila právě na toto téma.
Přeprogramování během vývoje mozku
Výzkumníci nejprve zkoumali účinky částečného buněčného přeprogramování na vývoj mozku a podávali přeprogramovací faktory OSKM těhotným myším, přičemž účinek omezili na nervový systém. Výsledkem byl výrazný růst mozků narozených mláďat, který byl až dvojnásobný oproti normálu. Tým následně upravil protokol použitím nižší dávky doxycyklinu, což vedlo k zachování normální struktury mozku a vyšší životaschopnosti myší, přestože jejich mozky byly stále větší než u kontrolní skupiny.
Vedoucí studie, profesor del Toro, k tomu dodává: „Při použití Yamanakových faktorů v době vývoje vzniká více neuronů a mozek je objemnější. Výsledkem je zlepšení motorických i sociálních schopností v dospělosti.“
Zdravější neurony a lepší kognice
Hlavním cílem studie však bylo zjistit, zda částečné přeprogramování neuronů může pomoci zmírnit neurodegeneraci. Vědci vytvořili myší model Alzheimerovy choroby s možností cíleného vyjádření Yamanakových faktorů pouze v neuronech hipokampu. Mezi 12. a 35. týdnem věku byla u těchto myší prováděna přerušovaná aktivace faktorů po dobu tří dnů v týdnu. Ve věku osmi měsíců, kdy myši obvykle vykazují silné příznaky Alzheimerovy choroby, vědci provedli behaviorální a histologické testy.
Výsledky ukázaly, že neurony hipokampu byly zdravější, měly lepší dendritické trny a synapse ve srovnání s kontrolními myšmi. Velikost a počet amyloidních beta plaků, což je jeden z hlavních znaků Alzheimerovy choroby, se výrazně snížily. Jiné ukazatele, jako je neurozánět a stresové reakce, však zůstaly nezměněny. Nejdůležitější je, že ošetření vedlo ke zlepšení některých kognitivních funkcí, včetně prostorové paměti a kognitivní flexibility.
„Chytřejší“ potomci?
Profesor Albert Giralt, další z vedoucích autorů studie, upřesňuje: „V tomto případě jsme indukovali vyjádření Yamanakových faktorů pouze v dospělých neuronech. Tyto buňky se nedělí, jejich počet se proto nezvýšil, ale zjistili jsme mnoho ukazatelů, které nasvědčují procesu omlazení neuronů.“ Dodává, že v těchto omlazených neuronech došlo k nárůstu počtu synaptických spojení, stabilizaci metabolismu a normalizaci epigenetického profilu, což mělo pozitivní vliv na jejich funkčnost.
Tato studie, jejímž spoluautorem je i renomovaný odborník Manuel Serrano, naznačuje, že částečné přeprogramování by mohlo být využito jako preventivní strategie proti Alzheimerově chorobě. Výsledky, které se týkají přeprogramování během vývoje mozku, naznačují možnost zlepšení kognitivních schopností potomků již v období těhotenství.
Tato studie demonstruje, že dočasné přeprogramování s využitím Yamanakových faktorů nejen že bezpečně zvyšuje množení neuronů během vývoje mozku u myší, ale také brání rozvoji příznaků Alzheimerovy choroby v dospělosti.