Attori chiave nell’invecchiamento cerebrale: una nuova ricerca identifica i danni legati all’età a livello cellulare

Risultati chiave

• Cellule sensibili: Gli scienziati hanno scoperto dozzine di tipi cellulari specifici, per lo più cellule gliali, note come cellule di supporto cerebrale, che hanno subito cambiamenti significativi nell’espressione genetica con l’età. Quelli fortemente colpiti includevano microglia e macrofagi associati al bordo, oligodendrociti, taniciti e cellule ependimali.
• Infiammazione e protezione dei neuroni: Nel cervello che invecchia, l’attività dei geni associati all’infiammazione aumenta mentre quelli legati alla struttura e alla funzione neuronale diminuiscono.
• Punto caldo dell’invecchiamento: Gli scienziati hanno scoperto un punto caldo specifico che combina sia la diminuzione della funzione neuronale che l’aumento dell’infiammazione nell’ipotalamo. I cambiamenti più significativi nell’espressione genetica sono stati riscontrati nei tipi di cellule vicino al terzo ventricolo dell’ipotalamo, inclusi i taniciti, le cellule ependimali e i neuroni noti per il loro ruolo nell’assunzione di cibo, nell’omeostasi energetica, nel metabolismo e nel modo in cui il nostro corpo utilizza i nutrienti. Ciò indica una possibile connessione tra dieta, fattori legati allo stile di vita, invecchiamento cerebrale e cambiamenti che possono influenzare la nostra suscettibilità ai disturbi cerebrali legati all’età.

“La nostra ipotesi è che questi tipi di cellule stiano diventando meno efficienti nell’integrare i segnali provenienti dal nostro ambiente o dalle cose che consumiamo”, ha affermato Kelly Jin, Ph.D., scienziata presso l’Allen Institute for Brain Science e autrice principale dello studio. lo studio. “E questa perdita di efficienza contribuisce in qualche modo a quello che conosciamo come invecchiamento nel resto del nostro corpo. Penso che sia piuttosto sorprendente, e penso che sia straordinario che siamo in grado di trovare quei cambiamenti molto specifici con i metodi che stiamo cercando.” utilizzando.”

Per condurre lo studio, finanziato dal National Institutes of Health (NIH), i ricercatori hanno utilizzato il sequenziamento all’avanguardia dell’RNA di singole cellule e strumenti avanzati di mappatura del cervello sviluppati attraverso The BRAIN Initiative® dell’NIH per mappare oltre 1,2 milioni di cellule cerebrali da giovani (due mesi) e topi invecchiati (18 mesi) in 16 ampie regioni del cervello. I topi anziani sono ciò che gli scienziati considerano l’equivalente di un essere umano di mezza età. Il cervello dei topi condivide molte somiglianze con il cervello umano in termini di struttura, funzione, geni e tipi di cellule.

“L’invecchiamento è il fattore di rischio più importante per la malattia di Alzheimer e per molti altri devastanti disturbi cerebrali. Questi risultati forniscono una mappa altamente dettagliata di quali cellule cerebrali potrebbero essere maggiormente colpite dall’invecchiamento”, ha affermato Richard J. Hodes, MD, direttore del National Institute dell’NIH. sull’invecchiamento. “Questa nuova mappa potrebbe alterare radicalmente il modo in cui gli scienziati pensano a come l’invecchiamento influisce sul cervello e fornisce anche una guida per lo sviluppo di nuovi trattamenti per le malattie cerebrali legate all’invecchiamento”.

Un percorso verso nuove terapie

La comprensione di questo punto caldo nell’ipotalamo lo rende un punto focale per studi futuri. Oltre a sapere quali cellule colpire specificamente, ciò potrebbe portare allo sviluppo di terapie legate all’età, aiutando a preservare la funzione e prevenire le malattie neurodegenerative.

“Vogliamo sviluppare strumenti in grado di colpire questi tipi di cellule”, ha affermato Hongkui Zeng, Ph.D., vicepresidente esecutivo e direttore dell’Allen Institute for Brain Science. “Se miglioriamo la funzione di quelle cellule, saremo in grado di ritardare il processo di invecchiamento?”

Le ultime scoperte sono in linea anche con studi precedenti che collegano l’invecchiamento ai cambiamenti metabolici, nonché con ricerche che suggeriscono che il digiuno intermittente, una dieta equilibrata o la restrizione calorica possono influenzare o forse aumentare la durata della vita.

“Non è qualcosa che abbiamo testato direttamente in questo studio”, ha detto Jin. “Ma per me, indica i potenziali attori coinvolti nel processo, il che penso sia un grosso problema perché si tratta di una popolazione di neuroni molto specifica e rara che esprime geni molto specifici per i quali le persone possono sviluppare strumenti per individuare e studiare ulteriormente .”

Futura ricerca sull’invecchiamento cerebrale

Questo studio pone le basi per nuove strategie dietetiche e approcci terapeutici volti a mantenere la salute del cervello in età avanzata, insieme a ulteriori ricerche sulle complessità dell’invecchiamento avanzato nel cervello. Man mano che gli scienziati esplorano ulteriormente queste connessioni, la ricerca potrebbe sbloccare interventi dietetici o farmacologici più specifici per combattere o rallentare l’invecchiamento a livello cellulare.

“La cosa importante del nostro studio è che abbiamo trovato gli attori chiave – i veri attori chiave – e i substrati biologici per questo processo”, ha detto Zeng. “Mettendo insieme i pezzi di questo puzzle, bisogna trovare i giocatori giusti. È un bellissimo esempio del motivo per cui è necessario studiare il cervello e il corpo a questo tipo di livello specifico per tipo di cellula. Altrimenti, i cambiamenti che avvengono in tipi di cellule specifici potrebbe essere calcolata la media e non essere rilevata se si mescolano insieme diversi tipi di cellule.”

Questo studio è stato finanziato dalle sovvenzioni NIH R01AG066027 e U19MH114830. Il contenuto è di esclusiva responsabilità degli autori e non rappresenta necessariamente il punto di vista ufficiale del National Institutes of Health.