Το CRISPR αναζωογονεί τα βλαστοκύτταρα στον εγκέφαλο ποντικών

Το CRISPR αναζωογονεί τα βλαστοκύτταρα στον εγκέφαλο ποντικών

Σημειώσεις για τη διατήρηση του αναγεννητικά κύτταρα στον εγκέφαλο, που παραμένουν νέοι και ενεργητικοί καθώς μεγαλώνουν, ανακαλύφθηκαν με τη χρήση γενετικής τεχνολογίας CRISPR σε ποντίκια 1.

Η ηλικία το κάνει δύσκολο Βλαστοκύτταρα στον εγκέφαλο για την παραγωγή νέων κυττάρων. Ωστόσο, οι συγγραφείς της μελέτης διαπίστωσαν ότι η μείωση της δραστηριότητας ενός συγκεκριμένου γονιδίου Βλαστοκύτταρα αναζωογονήθηκαν, επιτρέποντάς τους να πολλαπλασιαστούν και να τροφοδοτήσουν τον εγκέφαλο με νέους νευρώνες.

Αυτό το γονίδιο ρυθμίζει την κατανάλωση γλυκόζης από τα βλαστοκύτταρα, ένα σάκχαρο που είναι ζωτικής σημασίας για τον μεταβολισμό των κυττάρων. Τα αποτελέσματα σε ποντίκια ταιριάζουν καλά με την αναδυόμενη εικόνα από μελέτες μεταθανάτιου ανθρώπινου εγκεφάλου. Αυτές οι μελέτες έχουν επίσης δείξει ότι η ηλικία επηρεάζει τον μεταβολισμό στον εγκέφαλο, λέει η Maura Boldrini, νευροεπιστήμονας και ψυχίατρος στο Ιατρικό Κέντρο Irving του Πανεπιστημίου Columbia στη Νέα Υόρκη, η οποία δεν συμμετείχε στην τρέχουσα έρευνα. «Είναι πιθανό ο μεταβολισμός τους να είναι λιγότερο αποτελεσματικός από πριν», προσθέτει, σημειώνοντας ότι τόσο τα αποτελέσματα στον άνθρωπο όσο και η μελέτη σε ποντίκια, που δημοσιεύτηκε σήμερα στο Nature, «ανοίγουν νέους δρόμους για πιθανές θεραπευτικές προσεγγίσεις».

Ένας εφηβικός εγκέφαλος

Ο ρόλος του νευρικά βλαστοκύτταρα στον ανθρώπινο εγκέφαλο ενηλίκων είναι αμφιλεγόμενη. Ο Boldrini και άλλοι έχουν δημοσιεύσει στοιχεία ότι νέοι νευρώνες σχηματίζονται στον ιππόκαμπο, μια περιοχή του εγκεφάλου σημαντική για τη μάθηση και τη μνήμη, μέχρι την ηλικία των 79 ετών 2. Η ομάδα της διερευνά τώρα εάν η παραγωγή νέων νευρώνων στον άνθρωπο μπορεί να συνδεθεί Αλτσχάιμερ ή ψυχιατρικές ασθένειες. Ωστόσο, ορισμένοι ερευνητές αναφέρουν ότι δεν έχουν βρει στοιχεία ότι οι ενήλικες δημιουργούν νέους νευρώνες στον ιππόκαμπο. «Αυτές οι διαμάχες συνεχίζονται», λέει ο Boldrini.

Στα ποντίκια η εικόνα είναι πιο ξεκάθαρη. Σε μια περιοχή του εγκεφάλου που ονομάζεται υποκοιλιακή ζώνη, τα νευρικά βλαστοκύτταρα μπορούν να δημιουργήσουν νευρώνες και άλλους τύπους κυττάρων. Αυτά τα νεαρά κύτταρα στη συνέχεια μεταναστεύουν στο Ο οσφρητικός βολβός, ο οποίος είναι υπεύθυνος για την αίσθηση της όσφρησης. Η σταθερή παροχή φρέσκων νευρώνων για τον οσφρητικό βολβό έχει νόημα στα ποντίκια επειδή βασίζονται σε μεγάλο βαθμό στην όσφρησή τους για να ανιχνεύσουν αλλαγές στο περιβάλλον τους, λέει η Anne Brunet, γενετιστής που μελετά τη γήρανση στο Πανεπιστήμιο Stanford στην Καλιφόρνια και συγγραφέας της νέας μελέτης.

Ωστόσο, καθώς τα ποντίκια μεγαλώνουν, αυτά τα βλαστοκύτταρα γίνονται λιγότερο ενεργά. Η Brunet και η ομάδα της αποφάσισαν να μάθουν γιατί. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν Γενετική τεχνολογία CRISPR-Cas9 να διαταράξει συστηματικά 23.000 γονίδια και στη συνέχεια δοκίμασε τις επιδράσεις κάθε διαταραγμένου γονιδίου σε νευρικά βλαστοκύτταρα που ελήφθησαν από νεαρά και μεγάλα ποντίκια και αναπτύχθηκαν στο εργαστήριο.

Νευρική υποστήριξη

Ο έλεγχος αποκάλυψε 300 γονίδια που θα μπορούσαν να παίξουν ρόλο στη γήρανση των νευρωνικών βλαστοκυττάρων. Οι ερευνητές περιόρισαν περαιτέρω τη δεξαμενή χρησιμοποιώντας το CRISPR-Cas9 για να διαταράξουν ορισμένα από αυτά τα γονίδια σε κύτταρα υποκοιλιακής ζώνης ζωντανών νεαρών και ηλικιωμένων ποντικών. Στη συνέχεια, οι συγγραφείς εξέτασαν τους οσφρητικούς βολβούς των ζώων και αναγνώρισαν μια επιλεγμένη ομάδα σημαντικών γονιδίων. Η διαταραχή αυτών των γονιδίων αύξησε την παραγωγή νευρώνων από βλαστοκύτταρα σε ηλικιωμένα ζώα, αλλά δεν επηρέασε τα βλαστοκύτταρα νεαρών ζώων.

Ένα τέτοιο γονίδιο, που ονομάζεται Slc2a4, κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη που εισάγει γλυκόζη στα κύτταρα. Η διαταραχή αυτού του γονιδίου μείωσε την πρόσληψη γλυκόζης από τα κύτταρα και αύξησε την ικανότητά τους να αναπαράγονται.

Αυτό το εύρημα συσχετίζεται με προηγούμενες μελέτες που έχουν βρει μια σχέση μεταξύ του μεταβολισμού του σακχάρου και της γήρανσης, λέει ο Saul Villeda, νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Φρανσίσκο. Οι ερευνητές ανέφεραν πρόσφατα ότι ένα φάρμακο για τον διαβήτη εξουδετερώσει τη γνωστική έκπτωση που σχετίζεται με την ηλικία στους πιθήκους κουτί. Αλλά το πιο πρόσφατο εύρημα είναι ιδιαίτερα σημαντικό επειδή δείχνει μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη που παίζει βασικό ρόλο και θα μπορούσε να στοχευτεί σε μελλοντικές μελέτες, λέει.

Ακόμα κι αν ο ρόλος των νευρικών βλαστοκυττάρων σε ενήλικες ανθρώπους είναι αμφίβολος, τα αποτελέσματα παρέχουν κρίσιμες πληροφορίες για την ανάπτυξη κυτταρικών θεραπειών που θα μπορούσαν μια μέρα να θεραπεύσουν νευροεκφυλιστικές ασθένειες, σημειώνει ο Villeda.

1. Ruetz, T.J. et al. Φύση https://doi.org/10.1038/s41586-024-07972-2 (2024).

   Αρθρο
   Google Scholar

2. Boldrini, Μ. et al. Cell Stem Cell 22, 589–599 (2018).

   Αρθρο
   PubMed
   Google Scholar

3. Sorrells, S.F. et al. Nature 555, 377–381 (2018).

   Αρθρο
   PubMed
   Google Scholar

Λήψη παραπομπών