Powiązanie autofagii neuronalnej z upośledzeniem pamięci
Upośledzenie pamięci związane z wiekiem to termin opisujący ogólną degradację pamięci, która wynika po prostu ze starzenia. Normalne starzenie się wiąże się z ogólnym pogorszeniem struktur mózgu, które są krytyczne dla funkcji poznawczych, w tym pamięci długotrwałej i roboczej. Wyjaśnienie biologicznych mechanizmów rządzących procesem starzenia się może ułatwić odkrycie ewolucyjnych czynników konserwatywnych, które warunkują pogorszenie czynności fizjologicznych w organizmie człowieka. W procesie starzenia tworzenie się nowych połączeń pamięci jest hamowane przez kilka czynników, w tym zaburzenia uwalniania neuroprzekaźników i złogi w peptydach beta-amyloidu, które są odpowiedzialne za kilka funkcji komórkowych. Procesy te powodują osłabienie funkcji pamięci i potencjalny rozwój zaburzeń pamięci, takich jak otępienie i choroba Alzheimera. Dlatego starzenie się jest uważane za jeden z głównych czynników ryzyka chorób neurodegeneracyjnych. Zespół badawczy projektu AGE-MEMORY ujawnił po raz pierwszy, że insulina jest powiązana z funkcjami uczenia się i pamięci poprzez regulację autofagii, naturalnego procesu, który umożliwia degradację i odzysk organelli komórkowych. W szczególności zmniejszona sygnalizacja insulinowa poprawiła zdolność uczenia się, chociaż zmniejszyła tworzenie się pamięci długotrwałej poprzez indukcję autofagii neuronalnej. Autofagia związana z funkcją poznawczą w procesie starzenia Zespół zidentyfikował główne białka zaangażowane w autofagię neuronów podczas starzenia. Zaliczały się do nich: sygnalizujące białko TOR uczestniczące w różnych funkcjach komórkowych i jego cel w dalszej części układu, receptor 5HT-7, który wiąże się z serotoniną, neuroprzekaźnikiem odpowiedzialnym za dobre samopoczucie i uczucie szczęścia. „Stwierdziliśmy, że autofagia neuronalna reguluje nastrój i zdolność do ustanowienia pamięci długotrwałej poprzez receptor 5HT-7, który posiada ewolucyjnie zachowaną strukturę i funkcję u zwierząt. Ta funkcja była zależna od defosforyfilacji receptora NMDA, bardzo ważnego receptora dla funkcji pamięci, który reguluje długowieczność”, mówi profesor Tavernarakis, koordynator projektu AGE-MEMORY oraz indywidualny stypendysta programu „Maria Skłodowska-Curie”. Wyniki wstępnych badań prowadzonych na modelach zwierzęcych much i robaków wykazały powiązanie pomiędzy metabolizmem neuronalnym a autofagią. Naukowcy odkryli, że specyficzne obwody neuronalne regulują rozwój układu nerwowego, długowieczność, nastrój i funkcje poznawcze. Podstawa przyszłych metod leczenia chorób neuronalnych Chociaż zespół projektu AGE-MEMORY zidentyfikował główną sieć sygnalizacyjną odpowiedzialną za rozwój chorób neuronalnych w procesie starzenia, konieczne są dalsze badania, zanim ta koncepcja zostanie zastosowana do interwencji terapeutycznych. „Obecnie próbujemy lepiej zrozumieć mechanizm, dzięki któremu wywołanie autofagii zmienia ekspresję i funkcjonalność swoistego receptora serotoniny”, wyjaśnia profesor Tavernarakis. Wstępne wyniki uzyskane w ramach projektu AGE-MEMORY pokazują, że nie tylko genetyczna, ale także farmaceutyczna inhibicja specyficznego receptora serotoninowego może odwrócić wady rozwojowe i poznawcze wywołane nadmierną autofagią. „Co ciekawe, niedawno stwierdziliśmy (po zakończeniu projektu), że utrata receptora 5HT-7 podczas rozwoju łagodzi deficyty rozwojowe spowodowane nadmierną autofagią, proces, który prowadzi do rozwoju i postępu kilku chorób układu nerwowego”, dodaje. To odkrycie może zapewnić podstawy do opracowania nowych metod leczenia przeciwko chorobom neuronalnym wywoływanym nadmierną autofagią u ludzi. „W tym celu planujemy kontynuować nasze badania porównawcze i, w zależności od naszych ustaleń, rozszerzyć wykorzystanie ich wyników na opracowywanie nowych metod leczenia konkretnych chorób neuronalnych u ludzi”, podsumowuje profesor Tavernarakis.
Słowa kluczowe
AGE-MEMORY, starzenie się, autofagia, upośledzenie pamięci, insulina, długowieczność