Cercetătorii refac o proteină cerebrală și inversează semnele îmbătrânirii la șoareci
Problemele de memorie, subțierea pielii și scăderea masei osoase par a fi consecințe separate ale îmbătrânirii. Totuși, experimentele efectuate pe șoareci sugerează că modificările unei proteine din adâncul creierului pot influența toate cele trei aspecte. Restaurarea acestei proteine, numită Menin, a îmbunătățit mai multe semne ale îmbătrânirii, în timp ce un tratament separat cu aminoacidul D-serină a îmbunătățit cogniția.
Descoperirile au fost publicate pe 16 martie 2023, în jurnalul PLOS Biology, condus de Lige Leng de la Universitatea Xiamen din Xiamen, China, și colegii săi. Studiul a identificat o posibilă legătură între inflamația cerebrală, metabolism și îmbătrânirea în întregul corp. Lucrări publicate ulterior au adăugat la această imagine, arătând în același timp de ce rezultatele suplimentelor necesită o interpretare atentă.
În cadrul cercetării, oamenii de știință s-au concentrat asupra hipotalamusului, o mică regiune cerebrală care ajută la coordonarea metabolismului și a altor funcții esențiale, având, de asemenea, un rol în influențarea modului în care corpul îmbătrânește. Pe măsură ce semnalele inflamatorii cresc în această zonă, ele pot contribui la modificări atât în creier, cât și în țesuturile din alte părți ale corpului.
Înainte de studiul din 2023, Leng și colegii săi descoperiseră că Menin ajută la restrângerea inflamației în hipotalamus. Aceasta a ridicat o întrebare importantă: pierderea unei astfel de protecții ar putea ajuta la declanșarea declinului legat de vârstă?
Echipa a constatat că nivelurile de Menin scădeau odată cu vârsta în anumite neuroni din hipotalamusul ventromedial, o zonă implicată în reglarea metabolismului. Această scădere nu a fost observată în astrocyte și microglia, două tipuri de celule care sprijină și protejează creierul. Aceasta sugerează că schimbarea era specifică pentru anumite celule și nu o pierdere uniformă în întreaga regiune.
Pentru a investiga dacă pierderea Menin ar putea contribui efectiv la îmbătrânire, cercetătorii au creat șoareci knockout condiționali. Aceste animale au fost modificate genetic astfel încât Menin să poată fi eliminat selectiv. Reducerea Menin la șoarecii mai tineri a crescut inflamația hipotalamică și a dus la mai multe trăsături legate de îmbătrânire, inclusiv o masă osoasă mai mică, o piele mai subțire, declin cognitiv și o speranță de viață ușor mai scurtă.
Pierderile de Menin au afectat, de asemenea, o cale chimică esențială pentru comunicarea între celulele cerebrale. Șoarecii cu mai puțin Menin au avut niveluri mai scăzute de D-serină, un aminoacid care ajută la activarea receptorilor implicați în învățare și memorie. Acești receptori ajută neuronii să ajusteze forța conexiunilor lor, un proces esențial pentru stocarea informațiilor.
O enzimă implicată în producția de D-serină (care era reglată de Menin) a devenit mai puțin activă, reducând astfel aprovizionarea cu aminoacid. Descoperirile sugerează că Menin ar putea influența cogniția nu doar prin inflamație, ci și prin menținerea chimiei care susține semnalizarea cerebrală.
D-serina este uneori utilizată ca supliment dietetic, dar o distincție importantă se poate pierde în discuțiile despre sursele alimentare. Serina apare în alimente precum soia, ouă, pește și nuci, în timp ce forma încorporată în proteinele dietetice este L-serina. Corpul poate converti L-serina în D-serină, dar cele două forme nu sunt interschimbabile, iar consumul acestor alimente nu este echivalent cu primirea tratamentului experimental cu D-serină.
O altă abordare a fost testată de cercetători pentru a verifica dacă creșterea nivelurilor de Menin ar putea îmbunătăți condiția șoarecilor bătrâni (de 20 de luni). Aceștia au livrat gena pentru Menin în hipotalamus, permițând celulelor din acea regiune să producă mai multă proteină.
După treizeci de zile, șoarecii tratați au avut îmbunătățiri în grosimea pielii și masa osoasă, alături de o performanță mai bună la teste de învățare, cogniție și echilibru. Aceste schimbări au fost însoțite de niveluri mai ridicate de D-serină în hipocamp, o regiune a creierului esențială pentru învățare și memorie. Studiul a raportat, de asemenea, că restaurarea Menin a extins speranța de viață a șoarecilor tratați.
Un alt experiment a testat o abordare mai simplă: administrarea de D-serină în apa de băut a șoarecilor timp de trei săptămâni. Aceasta a îmbunătățit performanța cognitivă, inclusiv la animalele mai în vârstă. Cu toate acestea, suplimentul nu a reprodus îmbunătățirile mai ample în trăsăturile fizice legate de îmbătrânire observate după restaurarea Menin. Distincția este importantă: studiul nu a arătat că administrarea de D-serină a inversat îmbătrânirea în întregul corp.
În acel moment, Leng a descris semnificația potențială a descoperirilor: „Speculăm că declinul expresiei Menin în hipotalamus odată cu vârsta poate fi unul dintre factorii determinanți ai îmbătrânirii, iar Menin ar putea fi proteina cheie care leagă factorii genetici, inflamatorii și metabolici ai îmbătrânirii. D-serina este un terapeut promițător pentru declinul cognitiv.” Leng a adăugat: „Semnalizarea Menin din hipotalamusul ventromedial (VMH) a scăzut la șoarecii bătrâni, ceea ce contribuie la fenotipurile sistemice de îmbătrânire și la deficitele cognitive. Efectele Menin asupra îmbătrânirii sunt mediate prin modificări neuroinflamatorii și semnalizarea căilor metabolice, însoțite de deficiența serinei în VMH, în timp ce restaurarea Menin în VMH a inversat fenotipurile legate de îmbătrânire.”
Studii ulterioare au explorat mecanismele conexe, deși acestea nu ar trebui tratate ca o confirmare directă a întregii căi de îmbătrânire asociate cu Menin. O cercetare publicată în Journal of Physiology and Biochemistry în martie 2024 a examinat Menin în celulele hipocampale de șoarece expuse hormonului de stres corticosteron. Un compus numit itaconat a crescut nivelurile de Menin și a redus inflamația și o formă de moarte celulară. Când cercetătorii au inhibat Menin, protecția a dispărut. Rezultatul susține un rol protector pentru Menin într-un alt cadru experimental, dar a fost un studiu celular, nu o demonstrație a unei îmbătrâniri mai lente la animale sau oameni.
Alte lucrări au întărit ideea că comunicarea între hipotalamus și restul corpului poate influența îmbătrânirea. Un studiu din 2024, publicat
