Αλτσχάιμερ: Τα ανώριμα νευρικά κύτταρα ίσως εξηγούν γιατί ορισμένοι εγκέφαλοι αντέχουν

Ορισμένοι άνθρωποι έχουν στον εγκέφαλό τους τις αλλοιώσεις που σχετίζονται με τη νόσο Αλτσχάιμερ, αλλά δεν εμφανίζουν ποτέ άνοια. Ενώ άλλοι παρουσιάζουν επιδείνωση της μνήμης και των νοητικών τους λειτουργιών, αυτοί παραμένουν διανοητικά διαυγείς, παρά τις ενδείξεις της νόσου στον εγκέφαλό τους. Οι επιστήμονες προσπαθούν εδώ και καιρό να εξηγήσουν το γιατί.

Τώρα, ερευνητές από το Netherlands Institute for Neuroscience εντόπισαν ένα ενθαρρυντικό στοιχείο. Τα ευρήματά τους υποδεικνύουν ότι μια σπάνια ομάδα εγκεφαλικών κυττάρων, γνωστών ως ανώριμοι νευρώνες, ενδέχεται να λειτουργεί διαφορετικά στα άτομα που δεν εμφανίζουν συμπτώματα Αλτσχάιμερ. Αντί να αντικαθιστούν απλώς τα κατεστραμμένα κύτταρα, οι νευρώνες αυτοί ίσως συμβάλλουν στην προστασία του εγκεφάλου από τις επιβλαβείς επιπτώσεις της νόσου.

Αυτή η ικανότητα είναι γνωστή ως γνωστική ανθεκτικότητα. Περιγράφει το πώς ορισμένοι άνθρωποι διατηρούν τη μνήμη και τις νοητικές τους λειτουργίες, ακόμη κι όταν ο εγκέφαλός τους παρουσιάζει ενδείξεις βλάβης ή νόσου.

«Περίπου το 30% των ηλικιωμένων που εμφανίζουν τη νόσο Αλτσχάιμερ δεν παρουσιάζουν ποτέ συμπτώματά της», λέει η Evgenia Salta, επικεφαλής συγγραφέας της έρευνας. «Πραγματικά δεν γνωρίζουμε γιατί. Είναι ένα μεγάλο μυστήριο και ένα πολύ σημαντικό ερώτημα».

Η κατανόηση αυτού του μυστηρίου θα μπορούσε να αλλάξει την προσέγγιση των επιστημόνων στη νόσο Αλτσχάιμερ, στρέφοντας το ενδιαφέρον από τις αιτίες της φθοράς των εγκεφαλικών κυττάρων σε όσα επιτρέπουν σε ορισμένους εγκεφάλους να παραμένουν υγιείς και λειτουργικοί.

Μπορεί ο εγκέφαλος να επιδιορθώνεται καθώς γερνά;

Μια πιθανή εξήγηση για τη γνωστική ανθεκτικότητα είναι ότι ορισμένοι εγκέφαλοι έχουν μεγαλύτερη ικανότητα να επιδιορθώνουν ή να προστατεύουν τον εαυτό τους καθώς εξελίσσεται η νόσος Αλτσχάιμερ.

«Ίσως μπορούν να προσθέτουν νέα εγκεφαλικά κύτταρα σε ένα δίκτυο που εκφυλίζεται», λέει η Salta.

Αυτή η πιθανότητα αφορά μια βιολογική διαδικασία που ονομάζεται νευρογένεση ενηλίκων, δηλαδή την παραγωγή νέων νευρικών κυττάρων (νευρώνων) στον εγκέφαλο ενός ενήλικα. Οι νευρώνες είναι εξειδικευμένα κύτταρα που μεταδίδουν πληροφορίες σε όλο το νευρικό σύστημα, επιτρέποντάς μας να σκεφτόμαστε, να μαθαίνουμε, να θυμόμαστε και να ανταποκρινόμαστε στο περιβάλλον μας.

Οι επιστήμονες έχουν τεκμηριώσει ότι η νευρογένεση ενηλίκων συμβαίνει σε αρκετά είδη ζώων. Το αν συνεχίζεται και στον ενήλικο ανθρώπινο εγκέφαλο, ωστόσο, αποτελεί αντικείμενο επιστημονικής διαμάχης εδώ και δεκαετίες.

Αν ο ανθρώπινος εγκέφαλος μπορεί να παράγει νέους νευρώνες και σε μεγαλύτερη ηλικία, τα κύτταρα αυτά ίσως συμβάλλουν στη διατήρηση σημαντικών συνδέσεων, καθώς η γήρανση και οι ασθένειες βλάπτουν τα υπάρχοντα δίκτυα. Ωστόσο, ο εντοπισμός ανώριμων νευρώνων δεν αποδεικνύει απαραίτητα ότι σχηματίστηκαν πρόσφατα.

Για να διερευνήσουν αυτή την πιθανότητα, η Salta και οι συνεργάτες της εξέτασαν δωρηθέντα δείγματα ανθρώπινου εγκεφαλικού ιστού από την Netherlands Brain Bank, μια ερευνητική υποδομή που συλλέγει και συντηρεί δείγματα εγκεφάλου.

Οι ερευνητές συνέκριναν τρεις ομάδες: άτομα χωρίς ανιχνεύσιμη εγκεφαλική παθολογία, ασθενείς που εμφάνισαν άνοια λόγω Αλτσχάιμερ και άτομα των οποίων ο εγκέφαλος παρουσίαζε παθολογικές αλλοιώσεις Αλτσχάιμερ, αλλά παρέμεναν γνωστικά ανθεκτικά.

Η ομάδα επικεντρώθηκε σε μια μικρή περιοχή του κέντρου μνήμης του εγκεφάλου, η οποία θεωρείται μία από τις λίγες περιοχές όπου ενδέχεται να αναπτύσσονται νέοι νευρώνες.

Ο εντοπισμός των συγκεκριμένων κυττάρων δεν ήταν καθόλου εύκολος.

«Αυτά τα κύτταρα είναι εξαιρετικά σπάνια, γι’ αυτό χρειάστηκε να αναπτύξουμε νέους τρόπους για να τα εντοπίσουμε», λέει η Salta. «Εστιάσαμε με μεγάλη ακρίβεια στο σημείο όπου περιμέναμε να βρίσκονται».

Οι ερευνητές ανέπτυξαν επίσης νέες μεθόδους ανάλυσης των δεδομένων τους, ώστε να εντοπίζουν τα κύτταρα με μεγαλύτερη ακρίβεια, χωρίς να βασίζονται σε μεγάλο βαθμό σε παραδοχές που προέρχονται από μελέτες σε ζώα.

Ανώριμοι νευρώνες εντοπίστηκαν και σε εγκεφάλους άνω των 80 ετών

Η έρευνα αποκάλυψε κάτι αξιοσημείωτο: ανώριμοι νευρώνες υπήρχαν και στις τρεις ομάδες, ακόμη και στους εγκεφάλους ηλικιωμένων ανθρώπων.

Τα κύτταρα αυτά μοιάζουν με νευρώνες που δεν έχουν ακόμη ωριμάσει πλήρως, γεγονός που υποδηλώνει ότι ο γηράσκων εγκέφαλος μπορεί να διατηρεί κυτταρικά χαρακτηριστικά που συνδέονται με την ανάπτυξη και την προσαρμοστικότητα.

«Ακόμη και σε μέση ηλικία άνω των 80 ετών, εντοπίσαμε αυτούς τους ανώριμους νευρώνες σε όλες τις ομάδες», λέει η Salta.

Η πιο ενδιαφέρουσα ανακάλυψη προέκυψε όταν οι ερευνητές συνέκριναν τους εγκεφάλους ανθρώπων που είχαν εμφανίσει άνοια με εκείνους ανθρώπων που παρέμεναν διανοητικά διαυγείς παρά τις παθολογικές αλλοιώσεις Αλτσχάιμερ.

Αρχικά, οι επιστήμονες περίμεναν ότι τα γνωστικά ανθεκτικά άτομα θα είχαν σημαντικά περισσότερους ανώριμους νευρώνες. Αν τα κύτταρα αυτά συμβάλλουν στην αντικατάσταση των κατεστραμμένων νευρώνων, ο μεγαλύτερος αριθμός τους θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί ορισμένοι εγκέφαλοι αντέχουν στη νόσο.

Αντί γι’ αυτό, η διαφορά στον αριθμό των κυττάρων ήταν πολύ μικρότερη από ό,τι αναμενόταν.

Το απρόσμενο αυτό αποτέλεσμα οδήγησε σε μια διαφορετική εξήγηση. Η σημαντική διαφορά ίσως δεν αφορά τον αριθμό των ανώριμων νευρώνων που διαθέτει ένας εγκέφαλος, αλλά τον τρόπο με τον οποίο αντιδρούν όταν ο εγκέφαλος δέχεται επίθεση.

Μια πιθανή άμυνα απέναντι στις βλάβες του Αλτσχάιμερ

Όταν η ομάδα εξέτασε πιο προσεκτικά τη δραστηριότητα των ανώριμων νευρώνων, εντόπισε αξιοσημείωτες διαφορές ανάμεσα στις ομάδες.

Στα άτομα με γνωστική ανθεκτικότητα, τα κύτταρα εμφάνιζαν ενδείξεις ενεργοποίησης βιολογικών διαδικασιών που σχετίζονται με την επιβίωση και την προστασία από τις βλάβες.

«Στα γνωστικά ανθεκτικά άτομα, αυτά τα κύτταρα φαίνεται να ενεργοποιούν μηχανισμούς που τα βοηθούν να επιβιώσουν και να αντιμετωπίσουν τις βλάβες», λέει η Salta. «Παρατηρούμε επίσης ασθενέστερα σήματα που σχετίζονται με τη φλεγμονή και τον κυτταρικό θάνατο».

Η φλεγμονή αποτελεί μέρος της φυσιολογικής άμυνας του οργανισμού, αλλά όταν επιμένει στον εγκέφαλο μπορεί να συμβάλει στην πρόκληση βλάβης και να επηρεάσει την επικοινωνία μεταξύ των νευρώνων. Ο κυτταρικός θάνατος, από την άλλη, διαταράσσει σταδιακά τα δίκτυα που είναι υπεύθυνα για τη μνήμη και τη σκέψη.

Τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι οι ανώριμοι νευρώνες στους ανθεκτικούς εγκεφάλους ενδέχεται να είναι καλύτερα προετοιμασμένοι να αντέχουν σε αυτές τις επιβλαβείς συνθήκες.

Ακόμη πιο απρόσμενο είναι ότι ο ρόλος τους μπορεί να μην περιορίζεται στην προστασία του εαυτού τους.

«Ίσως δεν πρόκειται μόνο για την αντικατάσταση των νευρώνων που χάνονται», εξηγεί η Salta. «Τα κύτταρα αυτά θα μπορούσαν να υποστηρίζουν τον περιβάλλοντα ιστό και να βοηθούν τον εγκέφαλο να παραμένει λειτουργικός και “νεανικός”. Μπορεί να λειτουργούν σαν λίπασμα σε έναν κήπο που έχει αρχίσει να καταρρέει».

Με άλλα λόγια, αντί να χρησιμεύουν μόνο ως αντικαταστάτες νευρώνων που πεθαίνουν, τα ανώριμα κύτταρα ενδέχεται να συμβάλλουν στη διατήρηση του περιβάλλοντος γύρω από τα υπάρχοντα εγκεφαλικά κύτταρα.

Μια τέτοια υποστήριξη ίσως επιτρέπει στα νευρωνικά δίκτυα να συνεχίζουν να λειτουργούν, ακόμη κι όταν συσσωρεύονται βλάβες που σχετίζονται με το Αλτσχάιμερ.

Γιατί οι επιστήμονες αντιμετωπίζουν τα ευρήματα με επιφύλαξη

Παρότι τα αποτελέσματα προσφέρουν μια ενδιαφέρουσα πιθανή εξήγηση για τη γνωστική ανθεκτικότητα, η Salta τονίζει ότι οι ερευνητές δεν έχουν εξακριβώσει τι ακριβώς κάνουν οι ανώριμοι νευρώνες.

Τα συμπεράσματα για τους πιθανούς προστατευτικούς ρόλους των κυττάρων βασίζονται σε μοτίβα που παρατηρήθηκαν σε εγκεφαλικό ιστό και όχι σε άμεσα πειράματα που να αποδεικνύουν αυτές τις λειτουργίες.

«Υποθέτουμε τη λειτουργία των κυττάρων με βάση τα δεδομένα, αλλά δεν μπορούμε να την επιβεβαιώσουμε σε αυτού του είδους τη μελέτη», εξηγεί.

Η διάκριση αυτή είναι ιδιαίτερα σημαντική, επειδή η έρευνα για τη νευρογένεση ενηλίκων έχει προσελκύσει μεγάλο ενδιαφέρον από το κοινό, οδηγώντας κάποιες φορές σε ισχυρισμούς που ξεπερνούν όσα έχουν αποδείξει οι επιστήμονες.

Η παρουσία ανώριμων νευρώνων δεν αποδεικνύει ότι νέοι νευρώνες παράγονται συνεχώς στους ηλικιωμένους ανθρώπους ούτε ότι τα κύτταρα αυτά ευθύνονται για την πρόληψη της άνοιας.

Στη γνωστική ανθεκτικότητα συμβάλλουν σχεδόν σίγουρα και άλλοι βιολογικοί μηχανισμοί.

«Αυτό είναι ένα κομμάτι ενός πολύ μεγάλου παζλ», καταλήγει η Salta. «Δεν θα υπάρξει ποτέ ένας μόνο παράγοντας που να εξηγεί την ανθεκτικότητα».

Μπορεί η έρευνα για το Αλτσχάιμερ να στραφεί στην προστασία του εγκεφάλου;

Τα ευρήματα θέτουν ένα ευρύτερο ερώτημα για τη γήρανση: Γιατί ο εγκέφαλος ορισμένων ανθρώπων παραμένει σχετικά σταθερός, ενώ άλλοι παρουσιάζουν προοδευτική γνωστική έκπτωση;

«Κάπου σε αυτή την πορεία υπάρχει ένα είδος σημείου καμπής», εξηγεί η Salta. «Ορισμένοι άνθρωποι παραμένουν σταθεροί, ενώ άλλοι εμφανίζουν άνοια. Θέλουμε να κατανοήσουμε τι προκαλεί αυτή τη διαφορά».

Για να διερευνήσουν περαιτέρω το ζήτημα, οι ερευνητές σχεδιάζουν να μελετήσουν πώς επικοινωνούν οι ανώριμοι νευρώνες και πώς αλληλεπιδρούν με τα γειτονικά εγκεφαλικά κύτταρα. Η κατανόηση αυτών των σχέσεων ίσως δείξει αν τα κύτταρα συμβάλλουν ενεργά στην ανθεκτικότητα και πώς λειτουργούν οι προστατευτικές αντιδράσεις τους.

Η έρευνα αντανακλά επίσης μια ευρύτερη αλλαγή στον τρόπο με τον οποίο οι επιστήμονες προσεγγίζουν τη νόσο Αλτσχάιμερ.

Παραδοσιακά, μεγάλο μέρος του επιστημονικού πεδίου επικεντρωνόταν στην κατανόηση των διαδικασιών που βλάπτουν τον εγκέφαλο, όπως η συσσώρευση μη φυσιολογικών πρωτεϊνών και η απώλεια νευρώνων. Όλο και περισσότερο, οι ερευνητές αναρωτιούνται επίσης γιατί ορισμένοι εγκέφαλοι διατηρούν τη λειτουργικότητά τους παρά αυτές τις αλλαγές.

Εντοπίζοντας τους μηχανισμούς πίσω από αυτή τη φυσική ανθεκτικότητα, οι επιστήμονες ελπίζουν να ανακαλύψουν νέους τρόπους διατήρησης της μνήμης και των γνωστικών ικανοτήτων καθώς οι άνθρωποι γερνούν.

«Η γνωστική ανθεκτικότητα είναι εξαιρετικά συναρπαστική», λέει η Salta. «Αν κατανοήσουμε τι προστατεύει αυτούς τους εγκεφάλους, αυτό θα μπορούσε τελικά να οδηγήσει σε νέες θεραπευτικές στρατηγικές».

Παρότι οι πρακτικές θεραπείες αποτελούν ακόμη μακρινή προοπτική, η ανακάλυψη υποδηλώνει ότι ακόμη και σε μεγάλη ηλικία ο ανθρώπινος εγκέφαλος μπορεί να διαθέτει προστατευτικές ικανότητες που οι επιστήμονες μόλις αρχίζουν να κατανοούν.