Οι επιστήμονες στο Cambridge και το Leeds έχουν αντιστρέψει με επιτυχία την απώλεια μνήμης που σχετίζεται με την ηλικία σε ποντίκια, δηλώνοντας ότι η ανακάλυψή τους θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανάπτυξη θεραπειών για την πρόληψη της απώλειας μνήμης και της άνοιας στον άνθρωπο, όσο μεγαλώνει.
Σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο Molecular Psychiatry, η ομάδα έδειξε ότι οι αλλαγές στην εξωκυτταρική μήτρα του εγκεφάλου – «ικριώματα» γύρω από τα νευρικά κύτταρα – οδηγούν σε απώλεια μνήμης με τη γήρανση, αλλά είναι δυνατόν να αντιστραφούν χρησιμοποιώντας γενετικές θεραπείες .
Πρόσφατα στοιχεία έχουν προκύψει σχετικά με το ρόλο των περινευρωνικών δικτύων (PNN) στη νευροπλαστικότητα – την ικανότητα του εγκεφάλου να μαθαίνει και να προσαρμόζεται – και να κάνει αναμνήσεις. Τα PNN είναι δομές τύπου χόνδρου που περιβάλλουν κυρίως ανασταλτικούς νευρώνες στον εγκέφαλο. Η κύρια λειτουργία τους είναι να ελέγχουν το επίπεδο της «πλαστικότητας» στον εγκέφαλο. Εμφανίζονται σε ηλικία περίπου πέντε ετών στον άνθρωπο και απενεργοποιούν την περίοδο «ενισχυμένης πλαστικότητας» κατά την οποία βελτιστοποιούνται οι συνδέσεις στον εγκέφαλο. Στη συνέχεια, η «πλαστικότητα απενεργοποιείται» εν μέρει, καθιστώντας τον εγκέφαλο πιο αποτελεσματικό αλλά λιγότερο προσαρμοστικό.
Τα PNN περιέχουν ενώσεις γνωστές ως θειικές χονδροϊτίνες. Μερικά από αυτά, όπως η 4-θειική χονδροϊτίνη, αναστέλλουν τη δράση των δικτύων, αναστέλλοντας τη νευροπλαστικότητα. Άλλοι, όπως η 6-θειική χονδροϊτίνη, προάγουν τη νευροπλαστικότητα. Καθώς γερνάμε, η ισορροπία αυτών των ενώσεων αλλάζει και καθώς τα επίπεδα της 6-θειικής χονδροϊτίνης μειώνονται, έτσι η ικανότητά μας να μαθαίνουμε και να σχηματίζουμε νέες αναμνήσεις αλλάζει, οδηγώντας σε μείωση της μνήμης που σχετίζεται με την ηλικία.
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ και στο Πανεπιστήμιο του Λιντς διερεύνησαν το κατά πόσο ο χειρισμός της σύνθεσης της θειικής χονδροϊτίνης των PNN μπορεί να αποκαταστήσει τη νευροπλαστικότητα και να περιορίσει τα ελλείμματα μνήμης που σχετίζονται με την ηλικία.
Για να γίνει αυτό, η ομάδα εξέτασε ποντίκια ηλικίας 20 μηνών και χρησιμοποιώντας μια σειρά δοκιμών έδειξε ότι τα ποντίκια εμφάνισαν ελλείμματα στη μνήμη τους σε σύγκριση με ποντίκια ηλικίας έξι μηνών.
Για παράδειγμα, μία από τις δοκιμές περιλάμβανε το τα ποντίκια αναγνώρισαν ένα αντικείμενο. Το ποντίκι τοποθετήθηκε στην αρχή ενός λαβυρίνθου σε σχήμα Υ και αφέθηκε να εξερευνήσει δύο πανομοιότυπα αντικείμενα στο τέλος των δύο βραχιόνων. Μετά από λίγο, το ποντίκι τοποθετήθηκε και πάλι στο λαβύρινθο, αλλά αυτή τη φορά το ένα χέρι περιείχε ένα νέο αντικείμενο, ενώ το άλλο περιείχε ένα αντίγραφο του επαναλαμβανόμενου αντικειμένου. Οι ερευνητές μέτρησαν το χρόνο που αφιέρωσε το ποντίκι για να εξερευνήσουν κάθε αντικείμενο για να δουν αν είχε θυμηθεί το αντικείμενο από την προηγούμενη εργασία. Τα μεγαλύτερα ποντίκια ήταν πολύ λιγότερο πιθανό να θυμούνται το αντικείμενο.
Η ομάδα αντιμετώπισε την απώλεια μνήμης στα «γηράσκοντα» ποντίκια χρησιμοποιώντας έναν «ιικό φορέα», έναν ιό ικανό να ανασυνθέσει την ποσότητα των θειικών 6-θειικών χονδροϊτίνης στα PNN.
Η Δρ Jessica Kwok από τη Σχολή Βιοϊατρικών Επιστημών του Πανεπιστημίου του Λιντς δήλωσε: «Είδαμε αξιοσημείωτα αποτελέσματα όταν αντιμετωπίστηκαν τα μεγαλύτερης ηλικίας ποντίκια με αυτή τη θεραπεία. Η μνήμη και η ικανότητα να μάθουν αποκαταστάθηκαν σε εντυπωσιακά επίπεδα».
Για να διερευνήσουν το ρόλο της 6-θειικής χονδροϊτίνης στην απώλεια μνήμης, οι ερευνητές εκτρέφουν ποντίκια που είχαν γενετικά χειριστεί έτσι ώστε να μπορούν να παράγουν μόνο χαμηλά επίπεδα της ένωσης για να μιμηθούν τις αλλαγές της γήρανσης. Ακόμα και στις 11 εβδομάδες, αυτά τα ποντίκια έδειξαν σημάδια πρόωρης απώλειας μνήμης. Ωστόσο, τα αυξανόμενα επίπεδα 6-θειικής χονδροϊτίνης χρησιμοποιώντας τον ιικό φορέα αποκατέστησαν τη μνήμη και την πλαστικότητα τους σε επίπεδα παρόμοια με τα υγιή ποντίκια.
Ο καθηγητής James Fawcett στο Πανεπιστήμιο του Cambridge, δήλωσε σχετικά: «Αυτό που είναι συναρπαστικό, είναι ότι παρόλο που η μελέτη μας ήταν μόνο σε ποντίκια, ο ίδιος μηχανισμός πρέπει να λειτουργεί στον άνθρωπο – τα μόρια και οι δομές στον ανθρώπινο εγκέφαλο είναι ο ίδιος με αυτούς των τρωκτικών. Αυτό υποδηλώνει ότι μπορεί να είναι δυνατόν να αποτρέψει τους ανθρώπους από την ανάπτυξη απώλειας μνήμης στα γηρατειά».
Η ομάδα έχει ήδη εντοπίσει ένα πιθανό φάρμακο, με άδεια χρήσης για ανθρώπινη χρήση, το οποίο μπορεί να ληφθεί από το στόμα και αναστέλλει το σχηματισμό PNN. Όταν αυτή η ένωση χορηγείται σε ποντίκια και αρουραίους, μπορεί να αποκαταστήσει τη μνήμη κατά τη γήρανση και επίσης να βελτιώσει την αποκατάσταση του τραυματισμού του νωτιαίου μυελού. Οι ερευνητές διερευνούν το εάν θα μπορούσε να βοηθήσει στην ανακούφιση της απώλειας μνήμης σε ζωικά μοντέλα της νόσου του Alzheimer.
Η μελέτη χρηματοδοτήθηκε από το Alzheimer Research UK, το Συμβούλιο Ιατρικής Έρευνας, το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Έρευνας και το Τσεχικό Ίδρυμα Επιστημών.