Creierul nu îmbătrânește doar pierzând neuroni. Un studiu publicat în revista Science și finanțat de National Institutes of Health (NIH) arată că sistemul imunitar al creierului se reorganizează din temelii la mijlocul vieții: în hipocamp, structura în care se formează amintirile, celulele imunitare locale sunt înlocuite treptat cu altele mult mai înclinate spre inflamație. Tranziția pare să înceapă în jurul vârstei de 50 de ani.
Cercetarea a fost realizată de echipe de la University of California San Diego, New York Genome Center și University of California Irvine, iar NIH o prezintă drept o posibilă verigă lipsă între îmbătrânirea obișnuită și bolile neurodegenerative.
Ce a fost analizat: 40 de creiere, între 20 și 95 de ani
Echipa a lucrat pe țesut hipocampic prelevat post-mortem de la 40 de adulți fără afecțiuni neurologice, cu vârste între 20 și 95 de ani. Analiza a folosit metode avansate de tip single-cell, care citesc activitatea genelor celulă cu celulă, în loc să facă o medie pe tot țesutul.
Rezultatul central este ușor de rezumat și greu de digerat: microgliile, principalele celule imunitare ale creierului, scad progresiv între aproximativ 50 și 75 de ani. În locul lor apar celule cu semnături inflamatorii mai puternice și cu trăsături care le apropie de celulele imunitare din sângele periferic, adică de celule venite din afara creierului.
„Îmbătrânirea este cel mai important factor de risc pentru demență, dar înțelegerea noastră asupra modului în care ea produce boala este încă incompletă”, a declarat Richard Hodes, directorul National Institute on Aging (NIA) din cadrul NIH. „Această schimbare a microgliilor, rămasă până acum ascunsă, ar putea fi un indiciu important pentru completarea puzzle-ului.”
De ce sistemul imunitar al creierului contrazice manualele
Descoperirea pune sub semnul întrebării o ipoteză veche. Microgliile se formează încă în timpul dezvoltării embrionare, iar comunitatea științifică a presupus în general că ele rămân în creier și se reînnoiesc singure toată viața, ca o gardă permanentă. Datele noi spun altceva: o parte din populația inițială dispare, iar locul ei este ocupat de celule cu altă origine.
Cum au aflat cercetătorii de unde vin celulele noi
Pentru a ajunge la acest nivel de detaliu, echipa a combinat măsurătorile clasice de expresie genică cu metode mai noi, care cartografiază structura tridimensională a genomului și modificările chimice ale acestuia, cunoscute drept epigenom.
„Expresia genelor ne spune ce face o celulă astăzi, dar semnăturile epigenetice păstrează informația despre locul din care a venit celula”, a explicat Nathan Zemke, primul autor al studiului și director de genomică single-cell la UC San Diego Center for Epigenomics. „Prin combinarea acestor abordări am descoperit o schimbare majoră în identitatea și în linia de proveniență a celulelor imunitare din creierul uman îmbătrânit.”
Bariera hemato-encefalică slăbește în paralel
Studiul a identificat și semne de declin legat de vârstă în celulele care întrețin bariera hemato-encefalică, filtrul care controlează ce trece din sânge în creier. Detaliul contează: dacă acest filtru devine mai permisiv, ipoteza sosirii unor celule imunitare din periferie capătă o explicație mecanică.
În plus, la nivelul mai multor tipuri de celule cerebrale, îmbătrânirea a fost asociată cu modificări extinse și coordonate ale organizării fizice a genomului.
„Perturbările structurale progresive au fost strâns legate de schimbări în reglarea genelor și în identitatea celulară, ceea ce ar putea dezvălui o trăsătură fundamentală a îmbătrânirii creierului uman”, a spus Bing Ren, autor corespondent al studiului, director științific și CEO al New York Genome Center și profesor de genetică și dezvoltare la Columbia University.
Ce urmează în cercetare
Etapa următoare va încerca să lămurească două lucruri: de ce dispar microgliile rezidente odată cu vârsta și dacă tranziția imunitară nou identificată contribuie direct la boala Alzheimer și la alte afecțiuni neurologice asociate îmbătrânirii.
„Înțelegerea acestor tranziții celulare ar putea deschide noi oportunități pentru dezvoltarea unor intervenții care păstrează funcția cerebrală și reduc vulnerabilitatea la boli neurodegenerative”, a declarat Xiangmin Xu, profesor și director al Center for Neural Circuit Mapping de la UC Irvine, unul dintre autorii corespondenți.
Finanțare și context științific
NIH a susținut cercetarea prin granturile NIA R01AG067153 și R01AG082127, precum și prin grantul 1U01DA052769 al programului 4D Nucleome (4DN) din NIH Common Fund. Lucrarea face parte dintr-o serie de studii publicate în Science și Science Advances, care descriu împreună cum organizarea 3D a genomului influențează dezvoltarea, îmbătrânirea și numeroase boli. Articolul principal, semnat de Nathan R. Zemke și colegii, a apărut în Science, volumul 393, numărul 6809.
De ce cifra de 50 de ani schimbă discuția
Contextul epidemiologic explică de ce fereastra temporală identificată este atât de relevantă. Potrivit Organizației Mondiale a Sănătății, peste 55 de milioane de oameni trăiesc în prezent cu o formă de demență și apar aproximativ 10 milioane de cazuri noi în fiecare an, iar Alzheimerul acoperă între 60 și 70 la sută din total. Hipocampul este, de regulă, una dintre primele structuri lovite, motiv pentru care pierderea memoriei recente apare atât de devreme în evoluția bolii.
Dacă schimbarea de gardă imunitară descrisă acum precede simptomele cu două decenii, intervalul dintre 50 și 75 de ani devine o fereastră de intervenție, nu doar o statistică. Este și motivul pentru care se acumulează studii despre factorii de stil de viață care par să conteze în această perioadă, de la timpul petrecut în fața ecranelor până la compoziția dietei.
Rămâne o precizare importantă: lucrarea descrie o corelație observată pe țesut prelevat post-mortem, nu un mecanism cauzal demonstrat. Autorii înșiși tratează legătura cu Alzheimerul ca pe o ipoteză care trebuie testată, nu ca pe o concluzie.
