Динаміка мітофагії змінюється з віком, особливо в середньому віці, впливаючи на здоров’я мозку та старіння. Ці висновки дають змогу розробити методи лікування нейродегенеративних захворювань. Мітохондрії, які часто називають електростанціями наших клітин, відіграють життєво важливу роль у підтримці здоров’я клітин.
У разі пошкодження ці органели видаляються через процес переробки, відомий як мітофагія, який необхідний для належного функціонування довгоживучих клітин, особливо в мозку. Порушення мітофагії було тісно пов’язане з нейродегенеративними розладами, такими як хвороба Альцгеймера та Паркінсона, що підкреслює його важливість як мішені для відкриття ліків і терапевтичного прогресу.
Нове дослідження лабораторії McWilliams в Університеті Гельсінкі, яке очолює доктор Анна Раппе, магістр наук, розкриває мінливий і несподіваний ландшафт мітофагії в різних типах клітин мозку під час процесу старіння.
Наприклад, рівень мітофагії збільшився в спеціалізованій області мозку миші, відповідальній за рух, у міру старіння тварин, тоді як у клітинах мозку, пов’язаних з пам’яттю, мітофагія спочатку підвищилася, а потім різко знизилася в старості. Ці висновки визначають середній вік як ключову переломну точку для здорового старіння мозку, пропонуючи нові ідеї щодо молекулярних механізмів, які підтримують роботу мозку ссавців.
Іншим ключовим висновком дослідження було те, що деякі лізосоми, структури, відповідальні за розщеплення клітинних відходів, втрачають кислотність у міру старіння мозку. Це захоплююче спостереження порівнює зміни, які спостерігаються на моделях хвороби Альцгеймера, припускаючи, що процеси, які спостерігаються при нормальному старінні, можуть посилюватися при розвитку нейродегенеративних станів. Результати кидають виклик попереднім припущенням про те, що мітофагія просто зменшується з віком у всіх видів , показуючи, що у довгоживучих ссавців цей особливий процес переробки набагато динамічніший і складніший.
Попередні дослідження, часто з використанням короткоживучих моделей, таких як дріжджі та хробаки, показали, що рівень мітофагії знижується протягом життя, позначаючи це як ознаку старіння. Однак вивчення цього процесу в старіючому мозку ссавців було складним через складність мозкової тканини та обмеження традиційних методів дослідження. Лише нещодавно стали доступними інструменти, необхідні для відстеження мітофагії в різних тканинах і органах ссавців.
Лабораторія McWilliams Lab використовувала найсучасніші інструменти з генетики мишей, оптобіології, нейронауки та вдосконаленої візуалізації, щоб відстежувати мітофагію з часом у різних типах клітин мозку. Їхні результати підкреслюють важливість розробки нових перспектив при вивченні старіння мозку довгоживучих видів, причому середній вік стає критичним періодом для збереження функції мозку.
Наслідки для розуміння старіння мозку в здоров’ї та хворобі
Доцент Томас МакВільямс, який керував дослідженням, пояснив ці висновки в контексті: «Немає сумнівів, що мітофагія зменшується у короткоживучих видів. Хоча ми поділяємо важливі гени та механізми, тканини ссавців, які живуть довше, еволюціонували під особливим тиском, щоб впоратися з різними викликами. Наша робота показує, що мітофагія є дуже динамічною у старіючому мозку мишей, і припускає, що середній вік є вирішальним періодом для здоров’я мозку ссавців».
Він додав, що, незважаючи на те, що наука досягла прогресу в розумінні нейродегенеративних захворювань, високий рівень невдач сучасних методів лікування підкреслює необхідність нових підходів.
«Попереду ще багато роботи, але ми натхненні цими новими відкриттями, які змінюють наше розуміння старіння мозку. Разом з нашими клінічними співробітниками ми прагнемо просувати ці дослідження в напрямку більш орієнтованих на людину застосувань. Ми сподіваємося, що наші поточні результати дадуть компаніям і дослідникам цінну дорожню карту, яка допоможе прискорити розробку нових методів лікування захворювань мозку».