Εγκέφαλος: κύτταρα που τον προστατεύουν ενδέχεται να συμβάλλουν στη γνωστική έκπτωση

Κύτταρα που συνήθως προστατεύουν τον εγκέφαλο ενδέχεται να συμβάλλουν απροσδόκητα στη γνωστική έκπτωση καθώς μεγαλώνουμε. Επιστήμονες διαπίστωσαν ότι τα κύτταρα που διατηρούν το προστατευτικό περίβλημα γύρω από τις νευρικές ίνες μπορεί να δυσλειτουργούν με την ηλικία, συμβάλλοντας ενδεχομένως στη σταδιακή απώλεια της μνήμης και των νοητικών ικανοτήτων.

Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο Nature Medicine, αμφισβητεί την έως τώρα αντίληψη ότι αυτά τα κύτταρα είναι πάντοτε ωφέλιμα. Εξετάζοντας ανθρώπινο εγκεφαλικό ιστό και πραγματοποιώντας πειράματα σε ποντίκια, οι ερευνητές βρήκαν ενδείξεις ότι προβλήματα σε αυτά τα κύτταρα, τα οποία κανονικά υποστηρίζουν τη λειτουργία του εγκεφάλου, μπορούν να βλάψουν τις νευρικές ίνες και να επηρεάσουν τη γνωστική λειτουργία.

Η ανακάλυψη υποδεικνύει επίσης μια πιθανή νέα προσέγγιση για την προστασία του γηράσκοντος εγκεφάλου. Φάρμακα που δρουν στη σχετική βιολογική οδό χρησιμοποιούνται ήδη για την αντιμετώπιση άλλων νευρολογικών παθήσεων, δημιουργώντας την προοπτική να αξιοποιηθούν στο μέλλον για την καταπολέμηση της γνωστικής έκπτωσης που σχετίζεται με την ηλικία.

Οι αλλαγές στον γηράσκοντα εγκέφαλο

Της μελέτης ηγήθηκαν ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου και το UK Dementia Research Institute, οι οποίοι διερεύνησαν πώς συνδέονται οι αλλαγές στον εγκέφαλο με την έκπτωση των γνωστικών ικανοτήτων σε μεγαλύτερη ηλικία.

Η έρευνά τους επικεντρώθηκε στην ομάδα Lothian Birth Cohort 1936, τα μέλη της οποίας παρακολουθούνται ως προς τις γνωστικές τους ικανότητες από την παιδική ηλικία έως τα γηρατειά. Το ασυνήθιστα εκτεταμένο αυτό αρχείο επέτρεψε στους επιστήμονες να εξετάσουν πώς μεταβάλλονταν η σκέψη και η μνήμη επί δεκαετίες.

Από την ηλικία των 70 έως τα 82 έτη, οι συμμετέχοντες υποβλήθηκαν σε αξιολογήσεις της μνήμης, της ταχύτητας επεξεργασίας πληροφοριών και της ικανότητάς τους να αντιλαμβάνονται χωρικές σχέσεις.

Από τα 1.091 άτομα που εντάχθηκαν στην ομάδα, τα 866 ολοκλήρωσαν πρόσθετες γνωστικές δοκιμασίες μετά τα 70. Σχεδόν όλοι παρουσίασαν κάποια έκπτωση, αλλά ο ρυθμός της διέφερε σημαντικά. Οι διαφορές αυτές έδωσαν στους ερευνητές την ευκαιρία να εξετάσουν τι μπορεί να διαφοροποιεί τους εγκεφάλους στους οποίους η επιδείνωση ήταν ταχύτερη από εκείνους που γερνούσαν πιο σταδιακά.

Όταν οι επιστήμονες εξέτασαν εγκεφαλικό ιστό που συλλέχθηκε μετά τον θάνατο από μια υποομάδα συμμετεχόντων, εντόπισαν ένα χαρακτηριστικό μοτίβο. Τα άτομα που είχαν παρουσιάσει μεγαλύτερη γνωστική έκπτωση έτειναν να έχουν λιγότερες μεγάλες νευρικές ίνες, καθώς και μη φυσιολογική συσσώρευση αλλοιωμένης μυελίνης.

Η μυελίνη είναι το προστατευτικό περίβλημα γύρω από τις νευρικές ίνες και βοηθά τα ηλεκτρικά σήματα να μεταδίδονται αποτελεσματικά στον εγκέφαλο. Παρότι αυτή η μόνωση είναι απαραίτητη για τη φυσιολογική λειτουργία του εγκεφάλου, τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι η υπερβολική ή αλλοιωμένη μυελίνη μπορεί να αποτελέσει μέρος του προβλήματος.

Οι αλλαγές ήταν πιο έντονες γύρω από τις μεγάλες νευρικές ίνες που είχαν απομείνει. Είναι σημαντικό ότι οι ανωμαλίες αυτές συνδέονταν με τον ρυθμό της γνωστικής έκπτωσης και όχι με το πόσο καλά αποδίδουν οι άνθρωποι σε γνωστικές δοκιμασίες σε μια συγκεκριμένη ηλικία.

Ένα προστατευτικό κύτταρο του εγκεφάλου μπορεί να έχει κρυφή αδυναμία

Για να κατανοήσουν τι μπορεί να προκαλεί αυτές τις αλλαγές, οι ερευνητές στράφηκαν στα ολιγοδενδροκύτταρα, εξειδικευμένα εγκεφαλικά κύτταρα που παράγουν και διατηρούν τη μυελίνη.

Τα ολιγοδενδροκύτταρα θεωρούνταν παραδοσιακά ωφέλιμα, καθώς συμβάλλουν στη μόνωση των νευρικών ινών και στη σωστή λειτουργία τους. Ωστόσο, τα νέα ευρήματα υποδηλώνουν ότι τα κύτταρα αυτά μπορεί να δυσλειτουργούν κατά τη γήρανση και να συμβάλλουν στα προβλήματα που συνήθως βοηθούν να προληφθούν.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα άτομα με σοβαρότερη γνωστική έκπτωση είχαν χαμηλότερα επίπεδα μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται NRF2 μέσα στα ολιγοδενδροκύτταρά τους.

Η NRF2 έχει σημαντικό προστατευτικό ρόλο στα κύτταρα, καθώς ρυθμίζει εκατοντάδες γονίδια που συμμετέχουν στην άμυνα απέναντι στις βλάβες και στη διατήρηση της φυσιολογικής κυτταρικής λειτουργίας. Όταν η δραστηριότητά της μειώνεται, τα κύτταρα ενδέχεται να δυσκολεύονται περισσότερο να προστατευτούν και να εκτελέσουν τις συνήθεις λειτουργίες τους.

Για να διερευνήσει αν η πρωτεΐνη αυτή εμπλέκεται άμεσα στις αλλαγές του εγκεφάλου, η ερευνητική ομάδα πραγματοποίησε πειράματα σε ποντίκια.

Όταν οι ερευνητές μείωσαν ειδικά την NRF2 στα ολιγοδενδροκύτταρα, τα ζώα εμφάνισαν υπερβολική μυελίνη και απώλεια μεγάλων νευρικών ινών, με αλλοιώσεις παρόμοιες με εκείνες που παρατηρήθηκαν στον ανθρώπινο εγκεφαλικό ιστό. Τα ποντίκια παρουσίασαν επίσης μικρότερη βελτίωση στις γνωστικές επιδόσεις καθώς γερνούσαν.

Τα πειράματα έδωσαν ενδείξεις ότι η μειωμένη δραστηριότητα της NRF2 μπορεί να διαταράξει άμεσα τη λειτουργία των ολιγοδενδροκυττάρων και, ενδεχομένως, να προκαλέσει αλλαγές στη μυελίνη και στις νευρικές ίνες που συμβάλλουν στη γνωστική έκπτωση.

Τα υπάρχοντα φάρμακα ίσως προσφέρουν μια νέα θεραπευτική προσέγγιση

Τα ευρήματα μπορεί να έχουν σημαντικές συνέπειες για την ανάπτυξη θεραπειών που θα βοηθούν στη διατήρηση των γνωστικών ικανοτήτων στους ηλικιωμένους.

Ένα ιδιαίτερα ενθαρρυντικό στοιχείο είναι ότι η οδός NRF2 αποτελεί ήδη στόχο φαρμάκων που χορηγούνται για άλλες παθήσεις, μεταξύ των οποίων και ένα φάρμακο για την πολλαπλή σκλήρυνση (MS).

Προηγούμενες μελέτες έχουν διαπιστώσει ότι η αύξηση της δραστηριότητας της NRF2 μπορεί να βελτιώσει τη γνωστική λειτουργία σε άτομα με πολλαπλή σκλήρυνση. Αυτό δημιουργεί το ενδεχόμενο φάρμακα που δρουν στην ίδια οδό να αξιοποιηθούν στο μέλλον για την αντιμετώπιση της δυσλειτουργίας των ολιγοδενδροκυττάρων και της γνωστικής έκπτωσης που σχετίζεται με την ηλικία.

Χρειάζεται περαιτέρω έρευνα για να διαπιστωθεί αν τέτοιες θεραπείες θα ωφελούσαν ηλικιωμένους που παρουσιάζουν γνωστική έκπτωση. Ωστόσο, η ανακάλυψη εντοπίζει έναν δυνητικά πολύτιμο θεραπευτικό στόχο.

Η Veronique Miron, MRC Senior Non-Clinical Fellow και επικεφαλής ερευνητικής ομάδας στο UK Dementia Research Institute του Πανεπιστημίου του Εδιμβούργου και στο St. Michael’s Hospital, που ανήκει στο Unity Health Toronto, δήλωσε: «Καθώς η γνωστική έκπτωση γίνεται συχνότερη σε έναν γηράσκοντα πληθυσμό και δεν υπάρχουν σήμερα θεραπείες, είμαστε ενθουσιασμένοι με αυτή την εργασία, καθώς υποδεικνύει μια πιθανή στρατηγική για την ανάπτυξη νέων θεραπευτικών προσεγγίσεων που θα διατηρούν τις γνωστικές ικανότητες κατά τη γήρανση.»

Μια νέα κατανόηση της γνωστικής έκπτωσης

Πέρα από τις πιθανές ιατρικές εφαρμογές της, η έρευνα αλλάζει τον τρόπο με τον οποίο οι επιστήμονες αντιλαμβάνονται τον ρόλο των ολιγοδενδροκυττάρων στον γηράσκοντα εγκέφαλο.

Τα κύτταρα αυτά φαίνεται ότι δεν υποστηρίζουν απλώς την υγιή λειτουργία των νεύρων σε όλη τη διάρκεια της ζωής, αλλά μπορούν να δυσλειτουργήσουν και να συμβάλουν σε γνωστικά προβλήματα.

Η Georgina Craig, πρώτη συγγραφέας της μελέτης και μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο St Michael’s Hospital στο Τορόντο και στο UK Dementia Research Institute, δήλωσε: «Η μελέτη αυτή έχει αλλάξει ριζικά τον τρόπο με τον οποίο σκεφτόμαστε αυτά τα εγκεφαλικά κύτταρα κατά τη γήρανση. Θεωρούσαμε πάντοτε τα ολιγοδενδροκύτταρα αποκλειστικά ωφέλιμα, όμως εδώ διαπιστώνουμε, προς έκπληξή μας, ότι μπορούν να δυσλειτουργήσουν και να συμβάλουν στη γνωστική εξασθένηση κατά τη γήρανση.»

Τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι η διατήρηση της υγιούς λειτουργίας των ολιγοδενδροκυττάρων θα μπορούσε να αποτελέσει σημαντική στρατηγική για την προστασία της μνήμης και της σκέψης όσο μεγαλώνουμε.

Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο Nature Medicine και χρηματοδοτήθηκε από το UKRI Medical Research Council (MRC) και τα Canadian Institutes of Health Research (CIHR). Στην έρευνα συμμετείχαν επίσης επιστήμονες από τις μελέτες Lothian Birth Cohort του Πανεπιστημίου του Εδιμβούργου και το Northwestern University.