Iskanje nepresahljivega eliksirja mladosti

Če ugotovitve treh znanstvenih študij, nedavno objavljenih v revijah Nature Medicine in Science on Friday, poleg laboratorijskih živali veljajo tudi za ljudi, bi bilo mogoče domnevati, da je za pomladitev ostarelih možganov in celo oslabelih mišic dovolj običajna krvna transfuzija. Osvežitev in okrepitev stare utrujene krvi z mlado, polno življenjskih moči.

Avtorji vseh omenjenih študij so starim mišim pri koncu njihove življenjske poti injicirali kri precej mlajših živali – in dosegli občutno omilitev s starostjo povezanega pešanja možganov. Zaustavili in celo zaobrnili so usihanje njihovih učnih in spominskih sposobnosti, pospešili ustvarjanje novih živčnih celic in tvorjenje povezav med njimi ter znatno okrepili zmožnost možganov, da kot odziv na izkušnje spreminjajo svojo strukturo.

Med tretjo študijo pa so v krvi mlade, trimesečne miške odkrili beljakovino, ki je pri zelo stari, 18-mesečni miši (ekvivalentno 70-letnemu človeku) očitno izboljšala njeno zmožnost telesne aktivnosti.

Posebno pomenljivo je, da so avtorji vseh študij z uporabo najsodobnejših raziskovalnih tehnik v možganih starih miši, ki so jim vbrizgali kri mladih živali, opazili številne pomembne molekularne, nevroanatomske in nevrofiziološke spremembe.

Hkrati pa so izvedli še eksperiment, ki bi ga bilo težko označiti za zelo sodobnega ali sofisticiranega, poudarja soavtor najobsežnejše študije dr. Tony Wyss-Coray, profesor nevroloških znanosti na univerzi Stanford. Preprosto so primerjali spominskoprostorske sposobnosti stare miši s sposobnostmi, ki jih je dobila po infuziji plazme (dela krvi brez krvnih celic) mlajše miši.

»Tak eksperiment bi lahko izvedli že pred dvajsetimi leti,« poudarja profesor Wyss-Coray, dolgoletni raziskovalec starostnih sprememb v možganih. »Zanj namreč ni treba vedeti ničesar o delovanju možganov. Stari miši kratko malo vbrizgate mlado kri in preverite, ali je po tem posegu kaj pametnejša kot prej. A se tega očitno do zdaj ni še nihče domislil.«

Takojšnja zaustavitev pešanja

Profesor Wyss-Coray je soustanovitelj biotehnološke družbe Alkahest, v kateri raziskujejo zdravilne implikacije sodobnih znanstvenih odkritij, njegov dolgoletni sodelavec in glavni avtor tokratne študije dr. Saul Villeda pa je vodja lastnega laboratorija v okviru Univerze Kalifornije v San Franciscu.

»Pokazali smo, da je vsaj nekaj starostnih sprememb v možganih reverzibilnih. Skratka, da te spremembe niso stalne in dokončne, ampak jih je mogoče zaobrniti,« poudarja dr. Villeda. »Infuzija mlade krvi je namreč upočasnila in celo preokrenila proces staranja hipokampusa na molekularni, strukturni, funkcionalni in kognitivni ravni.«

Z dr. Wyss-Corayem in sodelavci so že s študijo, leta 2011 objavljeno v reviji Nature, razkrili, da so nekateri ključni predeli možganov stare miši po infuziji krvi mlade živali začeli proizvajati več živčnih celic kot po vbrizganju krvi enako stare živali. In nasprotno – po infuziji krvi stare miši v krvotok mlade živali so možgani slednje začeli proizvajati manj živčnih celic, mladi miški pa je tudi oslabela sposobnost orientiranja v prostoru.

Toda zgodnejši poskusi niso neposredno ocenili vpliva infuzije krvi mlade živali na vedenje stare miši. Tokrat pa so se lotili proučevanja ravno tega. Pozorno so spremljali tako spremembe v živčnem omrežju in posameznih živčnih celicah kot opaznejše izboljšave učnih in spominskih sposobnosti stare miši, ki so jo »poživili« z mlado krvjo.

Med tovrstnimi poskusi so bili posebno pozorni na možgansko strukturo, imenovano hipokampus (na grafiki). Ta predel možganov je tako pri miših kot pri ljudeh odločilen za ustvarjanje nekaterih vrst spomina, zlasti za spominjanje in prepoznavanje prostorskih vzorcev. »Hipokampus uporabljamo, kadar denimo na velikem parkirišču iščemo svoj avto ali kadar se z vozilom prebijamo skozi mesto brez uporabe sodobnih navigacijskih pripomočkov,« pojasnjuje dr. Wyss-Coray.

In pokazalo se je, da izkušnje spreminjajo tako aktivnost kot anatomijo hipokampusa. Že med eno prejšnjih študij so ugotovili, da je hipokampus dolgoletnega londonskega taksista večji kot takrat, ko se je začel ukvarjati s tem poklicem, in precej večji kot pri povprečnem človeku. Toda hipokampus je tudi izjemno občutljiv za naravni proces staranja; pri boleznih, kakršna je alzheimerjeva, je to pešanje še hitrejše in izrazitejše – vse do popolne nezmožnosti ustvarjanja novih spominov.

Poživitev možganov

»Vemo, da se v hipokampusu s staranjem dogajajo škodljive anatomske in funkcijske spremembe,« pojasnjuje dr. Villeda. »Tem spremembam očitno ne moremo ubežati ne ljudje ne živali.«

Toda ko so raziskovalci primerjali hipokampusa stare in mlade miši, ki so jima kirurško povezali krvni obtok, so v njiju odkrili konsistentne razlike pri vrsti biokemičnih, anatomskih in elektrofizioloških procesov.

Hipokampus stare miši je namreč po infuziji krvi mlade živali postal izrazito bolj podoben hipokampusu mlade miši. Proizvajati je začel več nekaterih snovi, ki jih ta predel možganov izloča med učenjem. Poleg tega so se okrepile povezave med živčnimi celicami, kar je za učenje in spominjanje ključnega pomena. »Bilo je, kot da bi mlada kri okrepila stare možgane,« je ugotovitev komentiral dr. Wyss-Coray.

Stare miši so testirali še v standardnem »vodnem labirintu«, v katerem so se morale orientirati na podlagi prepoznavnih znamenj iz okolja. In spet so se miši, ki so jim intravenozno vbrizgali plazmo mlade živali, po sposobnostih prostorske orientacije presenetljivo približale zmožnostim precej mlajših vrstnic.

Med dodatnim poskusom so se morale izogniti okolju, v katerem jih je oplazil električni tok. Bolje ko so živali poznale nevarno okolje, za dlje časa so pred njim otrpnile od strahu. Toda stare miši so otrpnile za bistveno krajši čas kakor njihove mlajše vrstnice. Ko pa so jim vbrizgali plazmo mlajših miši, se je čas takšne otrplosti občutno podaljšal.

Skrivnostna substanca

A pri obeh poskusih se je pokazalo, da takšnega izboljšanja ni bilo, če so raziskovalci plazmo mlade miške, preden so jo vbrizgali starejši živali, izpostavili visoki temperaturi. Beljakovino (ali več beljakovin) v krvi mlade miši, ki naj bi okrepila starejšo žival, je vročina očitno tako spremenila, da je izgubila svojo poživljajočo moč.

»Vsekakor moramo ugotoviti, kateri dejavniki v krvi so zmožni okrepiti in poživiti možgane stare miši in iz katerih tkiv natanko izvirajo,« je prepričan dr. Wyss-Coray. »Pa seveda, ali ti dejavniki učinkujejo tudi na ljudi.« Njegova skupina že v nekaj letih namerava izvesti tak klinični poskus na ljudeh. Navsezadnje gre za nič manj kot za iskanje magičnega eliksirja mladosti. Ali vsaj astronomskih zaslužkov.

Do podobnih ugotovitev je prišla tudi skupina raziskovalcev pod vodstvom nevroznanstvenika Leeja Rubina s harvardske univerze: možgani ostarele miši so po infuziji krvi mlade živali začeli ustvarjati več nevronov v predelu za voh. Ta je pri »poživljenih« starih živalih postal skoraj tako oster kakor pri njihovih mlajših vrstnicah. »Očitno je, da je mlada kri zmožna pomladiti starejše možgane, in to ne glede na njihovo dejansko starost,« je ugotovitev strnjeno povzel dr. Rubin.

S tretjo študijo pa je skupina biologov s Harvarda pod vodstvom dr. Amy Wagers z enako metodo – ostarelim mišim je injicirala kri mlajših živali – ugotovila, da se je starejšim mišim opazno izboljšala zmožnost telesne aktivnosti.

»To so čudovite študije,« je navdušen 84-letni nevroznanstvenik Eric Kandel z univerze Columbia, ki je leta 2000 za svoje raziskave molekularnih temeljev spomina dobil Nobelovo nagrado za fiziologijo ali medicino. »Napeljujejo nas namreč k sklepu, da kri vsebuje nekatere substance, ki s starostjo pešajo. In če bomo te substance uspešno izolirali, jih bo v prihodnosti morda mogoče jemati v obliki prehranskih dopolnil in tako upočasniti naravni proces pešanja možganov.«

Z drugimi besedami, iskanje magičnega eliksirja mladosti se nadaljuje.