Mozky! Stárnoucí, zahleněné a odolné... – „jednohubky“ z výzkumu 2025/13

Kdo může za stárnutí mozku? Možná je to amyloidní protein (alespoň u rybiček)

Prekurzorový protein amyloidu β (APP) pomáhá během vývoje mozku tvořit spojení mezi neurony. Vědci APP už dlouho studují, neboť jeho degradací vznikají peptidy amyloidu β, často přítomné v placích v mozku pacientů s Alzheimerovou chorobou (AD). Tým evolučních biologů z Leibnizova ústavu pro stárnutí v Jeně nedávno zjistil, že odstranění genu pro APP snižuje známky stárnutí. Svůj výzkum provedli na halančíku tyrkysovém – drobné tropické rybě používané jako modelový organismus procesu stárnutí. Halančíci se dožívají jen asi 9 měsíců a projevuje se u nich rychlý mozkový úpadek spojený se stárnutím.

Vědci zjistili, že uvnitř neuronů postarších rybek (přibližně 6měsíčních) se akumulují deriváty APP, včetně amyloidu β, které se u mladých 6týdenních ryb nevyskytují. Zajímavé je, že při AD se amyloidní plaky tvoří v mezibuněčných prostorech, nikoliv uvnitř neuronů. Vědci proto připravili kmen halančíků bez genu appA. Zjistili, že u těchto rybek dochází ke zpomalenému odumírání mozkových buněk a snížení zánětu mozkové tkáně ve starším věku. Staří halančíci bez genu appA se oproti svým běžným vrstevníkům také rychleji učili.

Akumulace proteinu APP byla pozorována i ve vzorcích kortikálních a hipokampálních neuronů z mozků lidí starších 80 let, jak zdravých, tak trpících AD. Zdá se tedy, že protein APP by mohl být dobrým cílem pro terapii zaměřenou proti stárnutí. APP je ale důležitý pro normální vývoj mozku a úplné zastavení produkce by mohlo poškodit jeho fungování mozku. V každém případě však bude nejprve nutné potvrdit výsledky studie, jež zatím neprošla recenzním řízením, v organismu, který je člověku evolučně bližší.^{1, 2}

Co chrání mozek před stárnutím? Nejspíš i hlen!

Studie publikovaná na konci února v časopisu Nature ukázala, že důležitou součástí hematoencefalické bariéry jsou muciny – velké glykoproteiny, které spolu navzájem tvoří gelovitou síť. Tato bariéra brání přestupu určitých molekul z krevního oběhu do mozku a je zajištěna speciálním uspořádáním na rozhraní mozkových cév. Dostupná data naznačují, že s věkem integrita hematoencefalické bariéry slábne a do mozku tak mohou pronikat různé škodliviny, jež spouští zánětlivou reakci podmiňující rozvoj některých neurodegenerativních onemocnění.

Studie provedená na Stanfordově univerzitě se zaměřila na glykokalyx – hlenovitou proteinovou vrstvu bohatou na muciny, vystýlající vnitřní povrch cév. Vědci s pomocí myšího modelu ukázali, že v průběhu stárnutí nebo při onemocnění mozku dochází k deregulaci určitého typu mucinů v glykokalyx endotelu mozkových cév. Když výzkumníci klíčový mucin pomocí genové terapie opravili, došlo u myší ke zlepšení funkce hematoencefalické bariéry, a tím i neurozánětlivých procesů a kognitivního úpadku. Vědci by se nyní chtěli zaměřit na podrobnější prozkoumání role mucinů. Zajímá je, zda fungují jako jakési „molekulární síto“, nebo zda hrají v přenosu některých látek přes bariéru aktivní roli. Pak by se totiž potenciálně daly využít pro cílení léčiv přímo do mozkové tkáně.^{3, 4}

Proč jsou mozky žen odolnější? Možná za to může umlčený chromosom

Ženy žijí v průměru o něco déle než jejich mužské protějšky, a často jsou i odolnější vůči kognitivnímu úpadku spojenému se stárnutím. Zdá se, že by to mohlo být spojeno s druhou kopií pohlavního chromosomu X. Ta je obvykle tzv. umlčená, tedy sbalená do kompaktního balíčku, čímž se buňka brání přepisování genů z této „nadbytečné“ kopie. Podle práce publikované na začátku března v časopisu Science Advances ale v průběhu stárnutí dochází v buňkách hipokampu, tedy oblasti mozku klíčové pro paměť a učení, k aktivaci některých genů lokalizovaných na umlčeném chromosomu X.

Celý výzkum probíhal na myším modelu, a když vědci u dospělých myší obou pohlaví provedli genovou terapii podporující expresi jednoho z těchto genů, zlepšily se jejich kognitivní schopnosti. Jednalo se o gen PLP1 kódující část myelinu čili ochranného proteinu neuronů. V experimentech provedených na tělech darovaných pro výzkumné účely se ukázalo, že tento protein je silněji exprimován v parahipokampu žen oproti mužům. Neurovědkyně Dena Dubalová z Kalifornské univerzity v San Francisku, která výzkum vedla, doufá, že výzkum proteinu Plp1 a aktivace umlčených genů na chromosomu X by mohla vést k potenciálním terapeutickým cílům.^{5, 6}

Nevyspaní lidé jsou méně ochotní pomoci. Vědecky prokázáno!

Americká studie publikovaná již v roce 2022 v časopisu PLoS Biology zkoumala, jak nedostatek spánku ovlivňuje altruistické chování lidí. Psychologové z Kalifornské univerzity v Berkeley mimo jiné zanalyzovali více než 3 miliony příspěvků na charitu provedených v letech 2001–2016 prostřednictvím webové platformy Donors Choose. Zaměřili se na období 4 týdnů před přechodem na letní čas a po něm. Ukázalo se, že v týdnu bezprostředně následujícím po změně času došlo k signifikantnímu (přibližně 10%) úbytku darovaných peněz. V datech pro Arizonu a Hawai, kde se čas nemění, však žádný pokles v objemu příspěvků pozorován nebyl a ani další kontrolní analýzy neprokázaly korelaci s jinými faktory, než je posun času o 1 hodinu vpřed. Autoři svou studii uzavírají slovy: „Intervence, které pomáhají jednotlivcům, komunitám a společnostem získat dostatek spánku, mohou vést k tomu, že si lidé budou navzájem pomáhat s větší ochotou a důsledností.“⁷

(este)

Zdroje:
1. de Bakker D. E. M., Mihaljević M., Gharat K. et al. Amyloid beta precursor protein contributes to brain aging and learning decline in short-lived turquoise killifish (Nothobranchius furzeri). BioRxiv 2025 Feb 23, doi: 10.1101/2024.10.11.617841 [nerecenzovaný preprint].
2. Simms C. This key protein could be responsible for brain ageing. Nature 2025 Mar 5, doi: 10.1038/d41586-025-00689-w [Epub ahead of print].
3. Shi S. M., Suh R. J., Shon D. J. et al. Glycocalyx dysregulation impairs blood-brain barrier in ageing and disease. Nature 2025 Mar; 639 (8056): 985–994, doi: 10.1038/s41586-025-08589-9.
4. Ledford H. 'Slime' keeps the brain safe – and could guard against ageing. Nature 2025 Mar; 639 (8053): 19–20, doi: 10.1038/d41586-025-00554-w.
5. Gadek M., Shaw C. K., Abdulai-Saiku S. et al. Aging activates escape of the silent X chromosome in the female mouse hippocampus. Sci Adv 2025 Mar 7; 11 (10): eads8169, doi: 10.1126/sciadv.ads8169.
6. Bourzac K. Why women's brains are more resilient: it could be their 'silent' X chromosome. Nature 2025 Mar; 639 (8054): 286–287, doi: 10.1038/d41586-025-00682-3.
7. Ben Simon E., Vallat R., Rossi A., Walker M. P. Sleep loss leads to the withdrawal of human helping across individuals, groups, and large-scale societies. PLoS Biol 2022; 20 (8): e3001733, doi: 10.1371/journal.pbio.3001733.