Cercetătorii descoperă o cauză moleculară a declinului cognitiv odată cu înaintarea în vârstă
O echipă de cercetători de la University Hospitals, Case Western Reserve University și Louis Stokes Cleveland VA Medical Center a identificat o cauză moleculară esențială pentru declinul cognitiv legat de vârstă, deschizând astfel calea pentru noi tratamente destinate protejării sănătății cerebrale pe măsură ce îmbătrânim.
Cercetarea, condusă de Pieper Laboratory, a fost publicată recent în Proceedings of the National Academy of Sciences.
Studiul se concentrează asupra unei structuri protective numite bariera hematoencefalică (BBB). Această structură este formată din celule endoteliale care căptușesc vasele de sânge, acestea fiind strâns legate între ele printr-un proces energetic complex, care împiedică substanțele nocive și patogenii din sânge să pătrundă în creier, elimină anumite produse reziduale acumulate în urma activității normale a creierului și ajustează dinamic fluxul sanguin către regiunile creierului cele mai active.
Degradarea acestor funcții esențiale ale BBB a fost observată de mult timp în creierul îmbătrânit, însă nu a fost stabilit dacă aceasta este suficientă pentru a provoca declinul cognitiv asociat vârstei. Mai mult, cauzele moleculare fundamentale ale degradării BBB în contextul îmbătrânirii rămâneau neclare, limitând dezvoltarea tratamentelor țintite.
„La baza descoperirilor noastre se află o proteină numită KLF4, care este produsă de celulele endoteliale ce căptușesc bariera hematoencefalică. Pe măsură ce oamenii îmbătrânesc, celulele endoteliale își pierd capacitatea de a genera KLF4. Am constatat că accelerarea pierderii KLF4 în celulele endoteliale a accelerat, de asemenea, degradarea BBB legată de vârstă și declinul cognitiv”, a declarat Andrew A. Pieper, MD, PhD, autor senior al studiului, University Hospitals Morley-Mather Chair of Neuropsychiatry, și Rebecca E. Barchas, MD, DLFAPA, Case Western Reserve University Professor of Translational Psychiatry.
Folosind microscopie avansată cu două fotoni pentru a monitoriza activitatea creierului și a vaselor de sânge în timp real la șoareci la diferite etape ale vieții lor, echipa a observat că pierderea KLF4 a provocat scurgeri ale BBB, a redus abundența vaselor de sânge mici din creier și a perturbat capacitatea BBB de a ajusta aportul de sânge în funcție de activitatea neuronală. Chiar și la șoarecii de vârstă mijlocie, aceste schimbări au declanșat daune oxidative ale creierului, neuroinflamație, leziuni ale celulelor nervoase, anxietate și declin cognitiv, condiții de obicei întâlnite doar la animale mult mai în vârstă.
„Pierderea KLF4 în celulele endoteliale a accelerat fiecare aspect esențial al îmbătrânirii cerebrale pe care l-am măsurat. Acest lucru sugerează că terapiile concepute pentru a păstra sau restabili funcția KLF4 în celulele endoteliale ar putea ajuta la prevenirea deteriorării legate de vârstă a barierei hematoencefalice și a declinului cognitiv care urmează”, a adăugat Dr. Pieper, care de asemenea servește ca director al Brain Health Medicines Center la Harrington Discovery Institute la UH, și psihiatru și investigator în Louis Stokes VA Geriatric Research Education and Clinical Center.
Analizele suplimentare prin secvențierea ARN-ului la nivel celular au arătat că pierderea KLF4 a perturbat programele genice asociate răspunsului imunitar și integrității BBB, ajutând la explicarea rolului său central în menținerea sănătății cerebrale.
Identificarea unui vinovat major în declinul cognitiv legat de vârstă a deschis noi linii de investigație importante necesare pentru dezvoltarea de terapii neuroprotectoare. Următorii pași în această cercetare implică utilizarea descoperirilor pentru a explora noi direcții pentru studii viitoare și dezvoltarea de medicamente, concentrându-se pe motivele pentru care KLF4 scade odată cu înaintarea în vârstă și cum poate fi activitatea sa îmbunătățită în siguranță pentru a proteja creierul.
