Ваш мозок старіє не сам: білок молодості повертає його захисникам силу, яку вони втратили

У вашому мозку є власна служба прибирання і охорони, і з віком вона починає здавати позиції. Клітини, які мали виносити сміття і гасити запалення, самі стають джерелом проблем.

Тепер учені знайшли білок, пов'язаний із молодістю організму, який повертає цим клітинам частину втрачених сил. Поки що результат отримано на мишах, але напрям пошуку виглядає дуже серйозно.

Роботу виконали дослідники Медичної школи Ікана при лікарні Маунт-Синай у Нью-Йорку. Результати опубліковано в журналі Nature Communications.

Хто захищає ваш мозок зсередини

Головні захисники мозку - мікроглія. Це особливі імунні клітини, які прибирають клітинне сміття, підтримують зв'язки між нейронами і першими реагують на ушкодження тканин.

Поки мікроглія працює справно, мозок залишається чистим і спокійним середовищем для нейронів. Пам'ять, увага і швидкість мислення багато в чому тримаються саме на цій невидимій роботі.

Але з віком клітини-захисники змінюються. Вони гірше прибирають сміття, частіше вмикають запальні реакції і починають заважати нормальній роботі мозку.

Старіння вважають головним фактором ризику хвороби Альцгеймера та інших нейродегенеративних хвороб. Саме тому вчені так наполегливо шукають, що саме ламається в мікроглії і чи можна це полагодити.

Що відбувається, коли білок молодості зникає

У центрі нового дослідження опинився білок TIMP2. Раніше та сама команда показала, що він пов'язаний із пластичністю синапсів - здатністю мозку зміцнювати і послаблювати зв'язки між нейронами, на якій тримаються навчання і пам'ять.

Цього разу вчені перевірили, як TIMP2 впливає на імунні клітини мозку. Для цього вони вивели мишей без цього білка в усьому тілі, а також тварин, у яких його прибрали окремо з мікроглії або з нейронів.

Картина виявилася тривожною. Без TIMP2 мікроглія набувала рис старих і ушкоджених клітин: гірше прибирала сміття і показувала молекулярні ознаки клітинного старіння.

Зміни виходили і за межі самих клітин. У рідині навколо клітин мозку зростав рівень білків, пов'язаних із запаленням і стресом.

Перший автор роботи, дослідниця Бріттані Хеммер, і керівник команди, доцент нейронауки Джозеф Кастеллано, дійшли простого висновку: TIMP2 не дає захисникам мозку скочуватися в небезпечні стани.

Щоб побачити ці зміни, команда застосувала секвенування РНК окремих ядер клітин. Метод показує активність генів у кожній клітині окремо, а не середню картину по тканині.

Додатково вчені використовували мікродіаліз у живому мозку. Тонкий зонд збирав рідину навколо клітин, і за її складом було видно, наскільки запальним стає середовище без TIMP2.

Такий набір методів важливий: він показує не одну випадкову зміну, а цілу систему зсувів - від генів усередині клітин до хімії простору між ними.

Повернути білок - повернути силу

Найцікавіше почалося, коли вчені пішли у зворотний бік. Старим мишам вводили TIMP2 ін'єкціями, і білок циркулював по всьому організму.

Мікроглія таких тварин знову почала краще прибирати клітинне сміття. Одночасно зменшилися молекулярні маркери запальних станів, які зазвичай наростають із віком.

Іншими словами, повернення білка молодості допомогло старим імунним клітинам відновити частину функцій, що зазвичай губляться з роками.

За словами Кастеллано, TIMP2 стоїть на перетині одразу кількох процесів, критичних для нормальної роботи мозку: від прибирання сміття до пластичності зв'язків між нейронами.

Автори чесно підкреслюють межу результату. Усі експерименти проведено на мишах, і ніхто поки не знає, чи спрацює той самий механізм у людини.

Попереду окремі дослідження: чи можна безпечно впливати на сам TIMP2 або на шляхи, які він контролює, і чи дасть це захист від вікових хвороб мозку.

Нова робота вписується у ширший напрям науки про старіння. Дослідники по всьому світу перевіряють, чи можуть фактори, пов'язані з молодим організмом, впливати на старі тканини і сповільнювати їхній занепад.

Мікроглія тут - особливо приваблива мішень. Вона одночасно і прибиральник, і пожежник, і ремонтна бригада мозку, тому збереження її нормальної роботи може підтримати і нейрони, і пам'ять.

Але сам принцип уже важливий. Старіння мозку складається не лише з втрат: частину захисних функцій, як показує ця робота, теоретично можна підтримати і повернути.