Dzięki komórkom macierzystym naukowcom udało się odmłodzić mózgi u myszy

Artykuł/Nauka 13.01.2020
Dzięki komórkom macierzystym naukowcom udało się odmłodzić mózgi u myszy

Dzięki komórkom macierzystym naukowcom udało się odmłodzić mózgi u myszy

Im jesteśmy starsi, tym nasz mózg ma większe trudności z nauką i zapamiętywaniem informacji. To naturalny proces, z którym trzeba się pogodzić. No chyba, że starzejący się mózg da się zregenerować…

Grupa badawcza pod kierunkiem profesora Federico Calegari twierdzi, że taka regeneracja jest możliwa. Calegari zaproponował metodę stymulacji małej puli neuronalnych komórek macierzystych znajdujących się w mózgu w celu zwiększenia ich liczby i liczby generowanych przez nie neuronów. Metodę tą przetestowano na myszach.

Regeneracja starzejącego się mózgu

Przyczyny leżące u podstaw degeneracji mózgu wraz z wiekiem są jeszcze niejasne. Niemniej jednak naukowcy z Centrum Terapii Regeneracyjnych TU w Dreźnie (CRTD) chcieli zbadać, czy zwiększenie liczby komórek macierzystych w mózgu pomogłoby w odzyskaniu wyższej sprawności funkcji poznawczych, takich jak uczenie się i pamięć, które zmniejszają się wraz z wiekiem biologicznym mózgu.

Aby to zbadać, grupa badawcza prof. Federico Calegari zastosowała metodę opracowaną w jego laboratorium w celu stymulacji małej puli neuronalnych komórek macierzystych znajdujących się w mózgu w celu zwiększenia ich liczby, a w rezultacie również zwiększenia liczba neuronów generowanych przez te komórki macierzyste.

Wyniki eksperymentu przeprowadzonego na myszach można określić jako pozytywne. Dołożenie komórek macierzystych zaowocowało zwiększeniem się liczby neuronów w mózgach gryzoni. Co więcej: dodatkowe neurony okazały się w pełni sprawne – tzn. po rozwinięciu się, zaczęły nawiązać nowe kontakty z sąsiadującymi komórkami w mózgu.

Wygenerowane w ten sposób neurony wpłynęły pozytywnie na funkcje poznawcze starszych myszy.

Gdy mózg jest młody, potrafi budować i zapamiętywać mapę poznawczą środowiska, czyli tworzyć swoistą mapę nowego otoczenia, które akurat poznaje. Zdolność ta niestety zanika wraz z wiekiem. Jako alternatywne rozwiązanie problemu starsze mózgi bez poznawczej mapy środowiska muszą nauczyć się ustalonej sekwencji, które są potrzebne do osiągnięcia określonego celu.

Chociaż obie strategie mogą pozornie wydawać się podobne, tylko mapa poznawcza może pozwolić osobom na sprawną nawigację, jeśli mówimy o zupełnie nowej lokalizacji lub gdy potrzebujemy dotrzeć do nowego (czyli takiego, w którym jeszcze nie byliśmy) miejsca docelowego.

U młodych osób obszar mózgu zwany hipokampem ma kluczowe znaczenie dla zapamiętywania miejsc i wydarzeń, a także jest odpowiedzialny za tworzenie map nowych środowisk. Jednak starsze osoby używają innych struktur, które są bardziej związane z rozwojem nawyków.

Czy neurony stworzone dzięki nowym komórkom macierzystym przywróciły zdolność budowania mapy poznawczej otoczenia? Zespoły prof. Calegari (CRTD) wraz z prof. Gerdem Kempermannem (niemieckie Centrum Chorób Neurodegeneracyjnych DZNE / CRTD) i dr Kentaroh Takagaki (Uniwersytet Otto von Guericke w Magdeburgu) znalazły odpowiedź na to pytanie.

Brzmi ona: tak, stare myszy ze zwiększoną liczbą komórek macierzystych i neuronów odzyskały utraconą zdolność do budowania mapy środowiska i zapamiętywały ją przez dłuższy czas, co uczyniło je podobnymi do młodych myszy. Wyniki były jeszcze lepsze, gdy neuronalne komórki macierzyste były stymulowane w mózgu młodych myszy – upośledzenie funkcji poznawczych opóźniło się, a pamięć była lepiej zachowana przez cały okres naturalnego życia zwierząt.

— Najbardziej interesującym wnioskiem w przeprowadzonym przez naukowców badaniu było to, że dodanie większej liczby neuronów w hipokampie starych myszy pozwoliło im zastosować strategie typowe dla młodych zwierząt. Nie chodziło tylko o to, jak szybko się uczyły, ale raczej o to, jak różny był sam proces uczenia się – wyjaśnia Gabriel Berdugo-Vega, jedn z autorów badania.

Co dalej?

Podobny eksperyment można by przeprowadzić teoretycznie z udziałem ludzi. W ludzkim mózgu bowiem również znajduje się pula komórek macierzystych, których liczba zmniejsza się wraz z wiekiem. Wyniki badań ma myszach pokazują, że stymulacja tych komórek jest w stanie odwrócić upośledzenia dot. funkcji poznawczych mózgu.

Można więc przypuszczać, że Calegariemu udało się zidentyfikować (przynajmniej pośrednio) jedną z przyczyn deficytów poznawczych wywołanych starzeniem się. W dobie starzejących się społeczeństw odkrycie to mogłoby znaleźć wiele zastosowań i zwiększyć naszą produktywność. Nie mówiąc już o tym, że każdy chyba marzy o powrocie do czasów, w których nie miał żadnych problemów z zapamiętywaniem i uczeniem się nowych rzeczy.

Musisz przeczytać:

Dołącz do dyskusji