Nové genové terapie mohou obnovit paměť ztracenou s věkem.

Vědci vyvinuli dvě nové metody genové terapie, které umožnily zvrátit věkové snížení kognitivních funkcí u zvířat. Vědci z Virginské polytechnické univerzity (USA) použili pokročilé nástroje pro úpravu genů k obnovení paměti ve stárnoucím mozku zvířat. Skupina modifikovala určité molekulární cesty a reaktivovala spící geny u starších myší, což vedlo k výraznému zlepšení jejich paměti. Tento objev naznačuje, že věkové snížení kognitivních funkcí je reverzibilní , a otevírá nový přístup k vývoji léčebných metod, které mohou tohoto cíle dosáhnout.

„Tato práce ukazuje, že zhoršení paměti souvisí s určitými molekulárními změnami, které lze studovat a léčit. Pokud dokážeme pochopit příčiny tohoto jevu na molekulární úrovni, budeme schopni začít rozumět tomu, co se děje při demenci, a časem tyto poznatky využít k vývoji nových terapeutických přístupů,“ říká Timothy Jerome, profesor Školy zootechniky a Školy neurověd na Polytechnické univerzitě ve Virginii a vedoucí výzkumu. „Ztráta paměti postihuje více než třetinu lidí starších 70 let a je jedním z hlavních rizikových faktorů pro rozvoj Alzheimerovy choroby,“ říká výzkumník.

Molekulární cesty mozku

Skupina publikovala dvě další studie na toto téma. První, publikované v časopise Neuroscience, se zabývalo buněčným procesem zvaným polyubikvitinace K63, systémem značení, který směruje bílkoviny v mozkových buňkách a sděluje jim, jak se mají chovat. Když tento systém funguje správně, pomáhá neuronům efektivně komunikovat a vytvářet vzpomínky. Problém spočívá v tom, že stárnutí tento mechanismus mění různě v závislosti na oblasti mozku.

V hipokampu, oblasti mozku odpovědné za tvorbu a vybavování vzpomínek, se úroveň polyubikvitinace K63 s věkem zvyšuje, zatímco v amygdale, která je odpovědná za emoční paměť, dochází k opačnému jevu. Vědci použili systém editace genů CRISPR-dCas13, aby tuto úroveň snížili a zjistili, jaký účinek má umělé zvýšení úrovně polyubikvitinace K63. Jak se očekávalo, paměť starších myší se výrazně zlepšila. Poté použili stejnou metodu ke snížení aktivity polyubikvitinace v amygdale a pozorovali, jak se zlepšila i výkonnost paměti.

Výsledky ukazují, že stárnoucí mozek reaguje nerovnoměrně a zásahy musí být přizpůsobeny každé konkrétní oblasti. „V souhrnu tyto výsledky odhalují důležité funkce polyubikvitinace K63 v procesu stárnutí mozku,“ vysvětluje Jerome. „V obou oblastech korekce tohoto jediného molekulárního procesu přispěla ke zlepšení paměti.“

Probuzení tichého genu

Ve druhé studii, publikované v časopise Brain Research Bulletin , se vědci pokusili reaktivovat gen IGF2, růstový faktor, o kterém je známo, že se podílí na tvorbě paměti. S věkem se aktivita IGF2 snižuje , protože gen je chemicky potlačován v hipokampu přirozeným procesem zvaným metylace DNA, který přidává chemické značky k DNA a deaktivuje gen.

„IGF2 je jedním z mála genů v naší DNA, který je imprintován, to znamená, že se exprimuje pouze z jedné rodičovské kopie,“ poznamenává Jerome. „Když se tato kopie s věkem začne vypínat, ztrácí se její účinnost.“ Tým použil systém editace genů CRISPR-dCas9 k odstranění těchto chemických značek a úspěšné reaktivaci IGF2. U starších myší bylo po reaktivaci genu pozorováno výrazné zlepšení paměti.

Vědci poznamenali, že čas zásahu má rozhodující význam pro výsledek. „V podstatě jsme gen reaktivovali,“ říká Jerome. „Poté starší zvířata vykázala mnohem lepší výsledky. Zvířata středního věku, která ještě neměla problémy s pamětí, nebyla zasažena, což svědčí o důležitosti načasování zásahu. Zásah je třeba provést, když se něco začne kazit.“

Testování na lidech neproběhlo.

Výsledky výzkumu ukazují, že ztráta paměti při stárnutí není výsledkem jedné jediné příčiny. Podílí se na ní několik molekulárních systémů, které se v průběhu času mění. „Máme tendenci studovat jednu molekulu po druhé, ale ve skutečnosti mnoho procesů probíhá současně,“ vysvětluje Jerome. „Pokud chceme pochopit, proč se paměť s věkem zhoršuje nebo proč se vyvíjí Alzheimerova choroba, musíme se podívat na celkový obraz.“

Ačkoli jsou výsledky velmi slibné, vědci uznávají, že se zatím jedná pouze o předklinické studie prováděné na zvířatech. K určení bezpečnosti a účinnosti těchto přístupů budou zapotřebí rozsáhlé klinické studie na lidech , než se tyto genové terapie dostanou do prodeje v lékárnách. Možná se to nikdy nestane. Ale jak vědci poznamenávají, tato práce představuje zásadní posun v našem chápání a možném léčení věkem podmíněného poklesu kognitivních funkcí.

Tím, že identifikují konkrétní molekulární cíle, které lze korigovat, nám tyto studie poskytují vodítko pro budoucí výzkum. „U každého člověka dochází s věkem k určitému poklesu paměti,“ uzavírá Jerome. „Ale když se tento problém stane abnormálním, riziko Alzheimerovy choroby se zvyšuje. Zjistili jsme, že některé z těchto změn, ke kterým dochází na molekulární úrovni, lze korigovat , a to nám otevírá cestu k potenciálním způsobům léčby.“