Apa yang terjadi di otak seiring bertambahnya usia? Mungkinkah mungkin meremajakan sel saraf? Mencari jawaban atas pertanyaan-pertanyaan ini, sebuah kelompok penelitian yang dipimpin oleh Frank Edenhofer di Departemen Biologi Molekuler telah berhasil untuk pertama kalinya dalam mengamati usia mini-roda.
Seiring bertambahnya usia, otak kita menua bersama kita: kita menemukan belajar hal -hal baru lebih sulit dan ingatan kita sesekali mengecewakan kita. Tetapi terkadang gejalanya mungkin kurang berbahaya. Penuaan adalah faktor risiko untuk penyakit neurodegeneratif – seperti Parkinson dan Alzheimer – di mana sel -sel saraf mati dengan cepat dan dalam jumlah besar. Fungsi otak yang penting hilang, karena, tidak seperti sel kulit, tubuh tidak dapat menggantikan neuron setelah mereka mati.
Oleh karena itu, para peneliti di seluruh dunia mencari intervensi yang memperlambat penuaan otak atau mengurangi konsekuensinya. Tapi kami masih memiliki jalan panjang, kata Frank Edenhofer, kepala genomik, biologi sel induk dan kelompok penelitian obat regeneratif di University of Innsbruck: “Proses molekuler yang berperan dalam penuaan neuronal masih belum diketahui. Hanya. Ketika kita memahami proses -proses ini dengan lebih baik, apakah mungkin untuk mengembangkan terapi yang menangkal penyebab Alzheimer dan sejenisnya. “
Proses penuaan di “Mini-Brain”
Dalam perjalanan ke tujuan ini, peneliti sel induk dan timnya telah mencapai kesuksesan penting: kelompok ini berhasil menunjukkan proses penuaan khas dalam apa yang disebut organoid otak. Ini adalah otak miniatur 3D yang mendekati struktur otak manusia daripada otak tikus dan kultur sel 2D. Untuk pertama kalinya, para peneliti memiliki model jaringan manusia yang memungkinkan mereka untuk menyaksikan penuaan otak. “Kami melihat proses degeneratif yang khas: oksidatif dan kerusakan terkait usia lainnya pada DNA serta mengurangi aktivitas mitokondria,” kata Edenhofer, dan ia menyebutkan “erosi epigenetik” yang luar biasa. “Penanda epigenetik memberi sel identitas mereka. Kita telah melihat bahwa tanda -tanda ini secara bertahap hilang. Akibatnya, neuron yang terkena 'lupakan' apa mereka dan berhenti berfungsi.” Pengamatan ini menyoroti pentingnya perubahan epigenetik dalam konteks penuaan.
Hadiah untuk pendekatan penelitian kreatif
Tim peneliti baru -baru ini mengajukan hasil yang menjanjikan untuk publikasi – hadiah pertama untuk mengatasi banyak tantangan: “Membuat organoids menjadi usia itu sulit. Mengingat bahwa mereka dihasilkan dari sel induk, mereka berada dalam program pembangunan 'muda',” jelas Frank Edenhofer. “Karena itu kami harus memaksa sel untuk mengekspresikan protein yang disebut progerin, yang menginduksi penuaan. Ini membutuhkan banyak upaya.” Pada manusia, progerin memicu sindrom Hutchinson-Gilford, yang mengarah pada penuaan yang sangat dini
Upaya para peneliti telah membuahkan hasil: Setelah ditetapkan, model organoid sekarang menjadi titik awal untuk studi tindak lanjut yang akan meningkatkan pemahaman kita tentang penuaan neuron. Tim berharap untuk mengidentifikasi gen baru yang berperan dalam proses ini. Beberapa indikasi ini sudah ditemukan dalam profil aktivitas gen organoids: “Kami melihat beberapa gen tak terduga yang belum dijelaskan dalam konteks penuaan otak,” kata Edenhofer.
Tujuannya: peremajaan otak
Edenhofer juga mengeksplorasi “topik hangat” dalam penelitian umur panjang: “Jika kita dapat secara artifisial sel usia, dapatkah kita juga meremajakan mereka?” Ini membahas gagasan untuk mengatur ulang program perkembangan sel: neuron lama yang dibedakan dengan demikian akan diprogram ulang menjadi sel induk otak, sehingga memungkinkan jaringan otak untuk memperbaharui otomatis. Tim peneliti sekarang mengambil langkah pertama menuju tujuan utama ini, seperti yang dilaporkan Edenhofer: “Kami menggunakan koktail gen yang kami tahu dapat memprogram ulang sel pada tikus. Kami telah menemukan indikasi awal bahwa 'koktail peremajaan' ini membalikkan erosi epigenetik dari ini neuron. ”
Edenhofer percaya itu akan lama sebelum ada obat peremajaan untuk otak dalam bentuk obat. Dia kritis terhadap gagasan mengobati penuaan sebagai penyakit: “Ada perbedaan besar antara tanda -tanda penuaan normal dan patologis.” Salah satu tujuan kelompok penelitian adalah untuk menyembuhkan yang terakhir, tetapi juga untuk menunda penuaan normal melalui tindakan pencegahan yang ditargetkan. “Mungkin suatu hari akan dimungkinkan untuk secara khusus mendukung pencegahan dengan obat -obatan. Penelitian kami membantu kami memahami bagaimana perilaku sehari -hari kami – seperti diet dan olahraga – memengaruhi epigenetik dan kebugaran mitokondria.” Untuk saat ini, “Fountain of Youth” terbaik tetap menjadi gaya hidup yang aktif – untuk membuat usia otak kita se -sehat mungkin.
Detail pribadi
Frank Edenhofer adalah Profesor Genomik dan Wakil Direktur Institut Biologi Molekuler di University of Innsbruck. Kelompok penelitiannya menyelidiki dasar molekuler penyakit, dengan fokus pada penelitian sel induk dan pemrograman ulang seluler untuk memungkinkan terapi regeneratif baru. Pada 2012, kelompoknya di University of Bonn berhasil memproduksi sel induk saraf dari sel kulit untuk pertama kalinya.
Ditetapkan untuk berjalan hingga tahun 2025, proyek A Fountain of Youth for the Brain menerima dana dari Dana Sains Austria FWF di bawah 1000-Programms-nya yang mendukung proyek-proyek inovatif dengan potensi transformatif yang tinggi.
(scilog.fwf.ac.at )
