Singapurští vědci objevili protein, který by mohl udržet mozek mladý a plný energie

Stárnutí lidského mozku je nevyhnutelně spojeno s poklesem regenerace neuronálních kmenových buněk. Nová studie se zaměřila na protein DMTF1, specializovaný transkripční faktor, který reguluje genovou expresi, a zjistila, že jeho exprese byla potlačena ve „stárnoucích“ neuronálních kmenových buňkách. Tento objev by mohl představovat klíč k podpoře regenerace ve stárnoucím mozku a k prevenci nejhorších kognitivních následků v budoucnu.

Stárnutí bylo vždy nevyhnutelnou součástí života, ale nyní vědci doufají, že jeden z jeho buněčných mechanismů by mohl pomoci zvrátit jeho účinky. Mechanismem, o kterém je řeč, je zdánlivě nevyhnutelný úbytek neuronálních kmenových buněk. Tento pokles představuje poměrně významnou biologickou špatnou zprávu, neboť snížení regenerace neuronů může mít hluboký dopad na učení a paměť. Nedávno se tým vědců z Národní univerzity v Singapuru (NUS) zamýšlel nad tím, zda by zkoumání základního mechanismu tohoto poklesu mohlo pomoci najít klíč k zastavení tohoto procesu.

Toto hledání je dovedlo k transkripčnímu faktoru (specializovanému proteinu, který reguluje genovou expresi), jehož název je poněkud složitý – cyklin D-vazebný myb-podobný transkripční faktor 1, zkráceně DMTF1. Ve svých experimentech zjistili, že DMTF1 se zdá být potlačen ve „stárnoucích“ neuronálních kmenových buňkách, a naopak, že obnovení exprese DMTF1 pomohlo kmenovým buňkám získat zpět jejich vitalitu. Výsledky studie byly publikovány v prestižním časopise Science Advances.

„Zatímco [předchozí] studie zjistily, že defektní regenerace neuronálních kmenových buněk může být částečně obnovena, její základní mechanismy zůstávají špatně pochopeny,“ uvedl v tiskové zprávě Derrick Sek Tong Ong, hlavní autor studie z NUS. „Pochopení mechanismů regenerace neuronálních kmenových buněk poskytuje pevnější základ pro studium kognitivního poklesu souvisejícího s věkem.“

Výzkumný tým z NUS použil systémy lidských kmenových buněk a myší modely k simulaci stárnutí a poté analyzoval, jak DMTF1 ovlivňuje funkci neuronálních kmenových buněk prostřednictvím transkriptomových analýz a vazby na genom. Telomery jsou opakující se sekvence DNA, které zakončují chromozomy, aby zabránily jejich roztřepení nebo zamotání, a přirozeně se časem zkracují, jak se buňky dělí ve stárnoucím organismu. Zkrácená délka telomer je tedy typickým znakem stárnutí. Krátké telomery mohou skutečně spustit buněčnou senescenci, která zase vede ke sníženému dělení buněk a nárůstu zánětů.

Vědci zjistili, že DMTF1 může kontrolovat expresi pomocných genů, které aktivují další geny související s růstem, a to prostřednictvím remodelace chromatinu. Klíčové je, že tento mechanismus zachránil proliferaci neuronálních kmenových buněk narušenou zkracováním telomer, a to i bez obnovení samotné délky telomer. Tento objev naznačuje, že v budoucnu by terapie zaměřené na DMTF1 mohly zvrátit pokles mozkových kmenových buněk související s věkem reaktivací molekulárního mechanismu, který řídí buněčné dělení.

„Naše zjištění naznačují, že DMTF1 může přispívat k množení neuronálních kmenových buněk při neurologickém stárnutí,“ uvedla v tiskové zprávě Liang Yajing, spoluautorka studie z NUS. „Ačkoli je naše studie v počáteční fázi, zjištění poskytují rámec pro pochopení toho, jak molekulární změny spojené se stárnutím ovlivňují chování neuronálních kmenových buněk, a mohou v konečném důsledku vést k vývoji úspěšných terapeutik.“

Ačkoli všechny tyto experimenty byly prováděny mimo lidské tělo, vědci stále doufají, že budoucí studie DMTF1 by mohly přinejmenším zlepšit regeneraci neuronálních kmenových buněk – i když se telomery zkracují a stárnutí se projevuje. Takové budoucí léčby by nebyly tlačítkem pro „přetočení zpět“ stárnutí, ale mohly by pomoci zajistit, aby „zlatá léta“ zůstala skutečně zlatá.