С напредването на възрастта мозъкът постепенно губи една от най-важните си способности – да създава нови нервни клетки. Този процес е пряко свързан със спад в паметта, ученето и когнитивната гъвкавост. Ново научно откритие обаче дава сериозна надежда, че биологичният часовник на мозъка може да бъде „пренастроен“.

Изследователи от Медицинския факултет Yong Loo Lin към Националния университет на Сингапур (NUS Medicine) са идентифицирали ключов протеин, който действа като молекулярен превключвател и възстановява регенеративния потенциал на мозъчните стволови клетки. Резултатите са публикувани в престижното списание Science Advances.

В центъра на откритието стои транскрипционен фактор с дългото име DMTF1 (cyclin D-binding myb-like transcription factor 1). Транскрипционните фактори играят ролята на диригенти в клетката – те определят кои гени се активират, кога и в каква степен.

Учените установяват, че DMTF1 е критичен за поддържането на активността на невралните стволови клетки с напредването на възрастта. Именно тези клетки са източникът на нови неврони и са жизненоважни за когнитивното здраве.

Проучването е ръководено от асистент-проф. Онг Сек Тонг Дерик, а първи автор е д-р Лян Ядзин, част от Програмата за транслационни изследвания за здравословно дълголетие към NUS Medicine, съобщават авторите в Science Advances.

Екипът си поставя фундаментален въпрос: защо с възрастта мозъчните стволови клетки губят способността си да се обновяват – и възможно ли е този процес да бъде обърнат?

За целта изследователите анализират човешки неврални стволови клетки и лабораторни модели, имитиращи преждевременно стареене. Чрез детайлни геномни и транскриптомни анализи те проследяват как DMTF1 влияе върху активността на ключови гени.

Особено внимание е отделено на теломерите – защитните „капачки“ на хромозомите, които се скъсяват при всяко клетъчно делене и се смятат за един от основните биологични маркери на стареенето. При клетки с увредени и скъсени теломери нивата на DMTF1 са значително понижени.

Решаващото откритие е, че самото повторно активиране на DMTF1 е достатъчно, за да се възстанови способността на тези клетки да се размножават и регенерират.

Изследването разкрива и напълно нова функция на DMTF1 – регулацията на помощни гени като Arid2 и Ss18, които правят ДНК по-достъпна за активиране на гени, отговорни за растежа и деленето на клетките.

Когато тази регулация е нарушена, невралните стволови клетки губят способността си за самовъзстановяване. DMTF1 действа като стабилизиращ фактор в този процес, предотвратявайки „изключването“ на регенеративните механизми.

„Нарушената регенерация на невралните стволови клетки отдавна се свързва с неврологичното стареене“, обяснява асистент-проф. Онг. По думите му, липсата на нови нервни клетки пряко засяга ученето и паметта, а механизмите зад този процес досега са били слабо разбрани, отбелязват учените.

Откритието отваря възможност за нов тип терапевтични подходи, насочени не просто към забавяне, а към частично обръщане на възрастовия спад в мозъчната функция.

Засега резултатите са получени основно в лабораторни условия, но следващата стъпка е да се изследва дали повишаването на активността на DMTF1 може да увеличи броя на невралните стволови клетки при естествено стареене, да подобри ученето и подпомогне паметта. Като без да го направи повишавайки риска от мозъчни тумори.
Дългосрочната цел на екипа е разработването на медикаменти, които да стимулират експресията и активността на DMTF1.

„Нашите резултати показват, че DMTF1 може да бъде ключов фактор в поддържането на мозъчната регенерация при стареене“, подчертава д-р Лян. Макар изследването да е в ранен етап, то поставя солидна научна основа за бъдещи терапии срещу когнитивния спад.

Източник:
Science Advances /https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ady5905/