Îmbătrânirea mai rapidă a creierului legată de cromozomul X moștenit de la mama

Cromozomul X transmis de la mamă la urmaș poate accelera îmbătrânirea creierului, sugerează un nou studiu pe animale.

Cercetarea evidențiază o potențială diferență fundamentală în modul în care îmbătrânesc creierul bărbaților și al femeilor. Cercetarea a fost efectuată pe șoareci, dar dacă descoperirile se traduc la oameni, ar putea indica factorii specifici sexului ai declinului cognitiv și, în cele din urmă, modalități de prevenire sau tratare a acestora.

„Femele demonstrează rezistență în multe măsurători ale îmbătrânirii”, a spus autorul principal al studiului Dr. Dena Dubalun profesor de neurologie și David A. Coulter dotat catedra în îmbătrânire și boli neurodegenerative la Universitatea din California, San Francisco (UCSF). De exemplu, ei tind să trăiască mai mult decât bărbații și au rate mai mici de diverse forme de demență. O excepție este boala Alzheimercare afectează femeile în rate mai mari, dar chiar și așa, unele studii sugerează că femelele supraviețuiesc mai mult cu Alzheimer decât o fac bărbații.

Dubal și colegii s-au întrebat dacă cromozomii sexuali, X și Y, ar putea ajuta la explicarea acestor diferențe. Există dovezi ale genelor de pe cromozomul X care ajută la protejarea împotriva demenței, în timp ce altele contribuie la riscul de declin cognitiv, a spus. Rachel Buckleyprofesor asociat de neurologie la Harvard Medical School care nu a fost implicat în noul studiu. Noul studiu descoperă un potențial factor care poate modela influența cromozomului X.

Înrudit: 1 din 500 de bărbați poate avea un cromozom sexual suplimentar (majoritatea fără să știe)

Originea lui X contează

De obicei, femelele poartă două X cromozomii în fiecare celulă – unul de la mama lor și unul de la tatăl lor. Dar o celulă are nevoie doar de un X pentru a fi activă, așa că celălalt este „tacut”. Acest lucru duce la femelele care poartă un mozaic de celule care și-au redus la tăcere cromozomul X patern sau matern. Între timp, bărbații – care poartă de obicei un X și un Y – își moștenesc X-ul de la mama lor și este activ în fiecare celulă.

„Aceasta ne face să ne întrebăm despre reziliența feminină și dacă această diversitate a cromozomului X, având pe cel al mamei și al tatălui, ar putea contribui la rezistență”, a spus Dubal.

Pentru a explora această idee, Dubal; Samira Abdulai-Saikuun bursier postdoctoral la UCSF; iar colegii au făcut experimente cu șoareci de laborator femele de diferite vârste. Unele experimente au implicat utilizarea unui truc genetic pentru a reduce la tăcere toți cromozomii X paterni la anumiți șoareci, lăsând doar X-ul mamei activ. Acești șoareci au fost comparați cu alții care aveau un amestec de X-uri materne și paterne pornite.

„De fapt, mi-a plăcut foarte mult această abordare”, a spus Buckley. Compararea femeilor cu bărbații ar fi introdus factori suplimentari legați de sex, cum ar fi diferențele hormonale, a spus Buckley pentru Live Science.

Echipa s-a asigurat, de asemenea, că cromozomii X de la fiecare părinte sunt identici din punct de vedere genetic, a remarcat Dubal. Deci, orice diferență care a apărut ar fi legată de părintele care le-a transmis, nu de diferențele dintre genele în sine, a explicat ea. Acest lucru a permis, de asemenea, echipei să identifice diferențele în ceea ce privește epigenetica — etichete chimice care se atașează de ADN și controlează ce gene pot fi activate.

Șoarecii tineri „Mom-X” au fost similari din punct de vedere cognitiv cu alți șoareci tineri, performanțe aproximativ la fel în testele bazate pe labirint. Dar la vârste mai înaintate, ei au prezentat un declin cognitiv mai puternic, în special în memoria lor spațială și memorie de lucru. „Testele au arătat un efect destul de izbitor”, a spus Dubal.

Echipa s-a întrebat dacă aceste scăderi au fost legate de schimbări în hipocampusun centru cheie al memoriei din creier. Pentru a vedea, s-au uitat la markerii epigenetici de pe ADN-ul de la hipocampii șoarecilor tineri și bătrâni. Etichetele epigenetice se schimbă pe parcursul vieții, cu anumite modele corelând cu vârste biologice „superioare”. — cu alte cuvinte, un grad mai avansat de îmbătrânire. La vârste cronologice mai înaintate, șoarecii Mom-X au prezentat un grad mai mare de îmbătrânire biologică în hipocamp decât șoarecii cu ambele X.

Oamenii de știință au sortat apoi neuronii din hipocamp în funcție de faptul dacă X-ul mamei sau al tatălui era activ, astfel încât să poată vedea ce gene au fost activate.

Trei gene au fost reduse la tăcere pe X-ul matern – Sash3, Tlr7 și Cysltr1 – dar au fost foarte active pe X-ul patern. instrument de editare genetică CRISPRei au investigat ce s-ar întâmpla dacă ar reactiva aceste gene în creierul șoarecilor bătrâni cu numai X-uri materne. În teste, acești șoareci au arătat îmbunătățiri ale învățării și memoriei spațiale.

Ce înseamnă pentru oameni?

Interesant, la oameni, aceste trei gene sunt implicat în imun protecţiedar rolurile lor exacte în neuroni nu sunt pe deplin înțelese, a spus Dubal. Lucrările viitoare ar putea investiga în continuare ceea ce fac genele în neuroni și în alte tipuri de celule cerebrale. De asemenea, nu este clar cum sau de ce cromozomii X de la diferiți părinți suferă modificări epigenetice diferite, a adăugat ea.

Echipa vrea, de asemenea, să investigheze ce ar putea însemna aceste descoperiri pentru bărbați, care poartă doar cromozomi X materni – și ar putea, teoretic, să aibă rate mai mari de îmbătrânire a creierului. „Se poate imagina” că, cu cât o persoană poartă X-uri materne mai active, cu atât este mai pronunțat impactul asupra îmbătrânirii creierului, a speculat Dubal. Dar asta rămâne de confirmat.

Și, bineînțeles, pentru că studiul actual a fost efectuat doar pe șoareci, cercetările viitoare ar trebui să se uite la țesutul creierului uman pentru a verifica dacă rezultatele se realizează, a spus Buckley. „Este o lucrare atât de unică și nouă… dar aceasta este o avertizare.”

Pe termen lung, această linie de cercetare ar putea ajuta oamenii de știință să înțeleagă influența sexului asupra riscului de demență, diferențiându-l de alți factori, cum ar fi educația, care sunt mai strâns legați de gen, a spus Buckley. Prin identificarea acelor factori biologici ai îmbătrânirii creierului, cercetătorii ar putea determina mai bine cum să intervină și să adapteze tratamentele pentru fiecare pacient.

„În acest moment, facem o mărime universală”, a spus Buckley. „Și în mod realist, nu așa vom muta acul”.

Nicoletta Lanese este editorul canalului de sănătate la Live Science și anterior a fost redactor de știri și redactor de personal pe site. Ea deține un certificat de absolvire în comunicare științifică de la UC Santa Cruz și diplome în neuroștiințe și dans de la Universitatea din Florida. Lucrările ei au apărut în The Scientist, Science News, Mercury News, Mongabay și Stanford Medicine Magazine, printre alte magazine. Cu sediul în New York, ea rămâne, de asemenea, puternic implicată în dans și cântă în munca coregrafilor locali.