Wetenschappers ontdekken hoe Hypothalamus van de hersenen veroudering reguleert en beheert om het te vertragen

Wetenschappers ontdekken hoe Hypothalamus van de hersenen veroudering reguleert en beheert om het te vertragen
Neurale stamcellen die zijn getransplanteerd in muizenhersenen, ontwikkelen zich hier tot neuronen.
Yirui Sun, Wellcome Images, CC BY-SA

Als je niet rookt, dan je belangrijkste risicofactor voor sterven is waarschijnlijk jouw leeftijd. Dat komt omdat we de mortaliteit in het vroege leven bijna hebben geëlimineerd, dankzij de vooruitgang in wetenschap en techniek. Maar ondanks deze vooruitgang zijn we er nog steeds niet achter hoe we de schadelijke effecten van veroudering zelf kunnen wegnemen.

Nu een nieuwe studie bij muizen, gepubliceerd in Nature, onthult dat stamcellen (een celtype dat zich tot vele andere soorten kan ontwikkelen) in een specifiek deel van de hersenen veroudering reguleren. Het team slaagde er zelfs in het verouderingsproces te vertragen en te versnellen door stamcellen in de regio te transplanteren of te verwijderen.

Vergrijzing vormt een belangrijke uitdaging voor de samenleving. Bij 2050 zal dat zo zijn zoveel mogelijk oude mensen (leeftijd 65 +) als kinderen (onder 15) op Aarde voor de eerste keer. Deze verandering komt tot uiting in ongekende stress op onze gezondheids- en sociale zorgsystemen. Inzicht in hoe we onszelf in goede gezondheid kunnen houden naarmate we ouder worden, wordt steeds belangrijker.

De mechanismen die organismen gezond houden zijn relatief weinig in aantal en geconserveerd tussen soorten, wat betekent dat we veel over hen kunnen leren door dieren zoals muizen te bestuderen. Een van de belangrijkste zijn verouderde cellen - disfunctionele cellen die zich opstapelen naarmate we ouder worden en die schade aan het weefsel veroorzaken - chronische ontsteking en uitputting van stamcellen. Van deze mechanismen wordt gedacht dat ze verbonden zijn op cel- en weefselniveau. Net als bij een ring van dominostenen kan een val overal leiden tot een catastrofale ineenstorting.

Vanishing cellen

De onderzoekers achter het nieuwe artikel bestudeerden de muishypothalamus, die we al een tijdje kennen regelt veroudering. Deze amandelachtige structuur in het midden van de hersenen verbindt de zenuw- en endocriene (hormoon) systemen. De hypothalamus helpt bij het reguleren van veel basisbehoeften en gedrag, waaronder honger, slaap, angst en agressie. In het menselijk brein is het initiëren van gedrag meestal ingewikkeld, maar als je vlucht in blinde paniek of jezelf in een laaiende woede bevindt, staat je hypothalamus tijdelijk aan het roer.

Het team bekeek een gespecialiseerde groep van stamcellen binnen de hypothalamus en volgde wat hen overkwam als cohorten muizen verouderd. Muizen leven normaal ongeveer twee jaar, maar ze ontdekten dat deze cellen ongeveer 11 maanden lang verdwenen. Tegen 22 maanden waren ze volledig verdwenen. De snelheid waarmee de stamcellen verloren gingen, was nauw gecorreleerd met veranderingen in het ouder worden van de dieren, zoals dalingen in leren, geheugen, gezelligheid, spieruithoudingsvermogen en atletische prestaties.

Maar correlatie betekent niet causaliteit. Om te achterhalen of de afname deze verouderingsveranderingen veroorzaakte, verwijderden ze stamcellen met een speciaal ontwikkeld virus dat hen alleen zou doden in de aanwezigheid van het medicijn Ganciclovir. Bij 15-maanden oude muizen vernietigde 70% van hun hypothalamische stamcellen door deze combinatie van geneesmiddelen. Ze vertoonden vroegtijdig tekenen van veroudering en stierven ongeveer 200 dagen eerder als gevolg. Dat is belangrijk omdat muizen maar ongeveer 730 dagen leven.


Haal het laatste uit InnerSelf


De groep implanteerde ook hypothalamische stamcellen van pasgeboren muizen in dieren van middelbare leeftijd. In dit geval werden de dieren socialer, presteerden ze beter cognitief en leefden ze ongeveer 200 dagen langer dan ze anders zouden hebben.

Deze experimenten leverden ook aanwijzingen op hoe de hypothalamus stamcellen in de eerste plaats verloren gingen. De implantatie werkte alleen als de stamcellen genetisch gemanipuleerd waren om resistent te zijn tegen ontstekingen. Het lijkt erop dat, naarmate de dieren ouder werden, chronische, laaggradige ontsteking in de hypothalamus toenam.

Deze ontsteking wordt waarschijnlijk veroorzaakt door de accumulatie van verouderde cellen of omgeving neuronen die een ouderdomachtige staat binnengaan. Ontsteking doodt de hypothalamische stamcellen omdat ze het meest gevoelig zijn voor beschadiging. Dit verstoort vervolgens de functie van de hypothalamus met knock-on-effecten door het hele organisme heen. En zo vallen de dominostenen.

Elixer van de jeugd?

Het ultieme doel van ouder wordend onderzoek is het identificeren van farmaceutische doelen of leefstijlinterventies die de gezondheid van de mens in het latere leven verbeteren. Hoewel dit een onderzoek bij muizen is, kunnen we misschien op een dag een vergelijkbare techniek gebruiken om de gezondheid op latere leeftijd te verbeteren, als we kunnen aantonen dat dezelfde mechanismen bij mensen spelen. Maar dit blijft een lange weg in de toekomst.

Andere interventies, zoals het verwijderen van ouderdomscellen, verbeteren ook de gezondheid, verlengt de levensduur met maximaal 180 dagen in muizen. Een logische volgende stap is om te zien of deze interventies "stapelen".

De studie toont ook aan dat hypothalamische stamcellen grote effecten hebben door het afscheiden van miRNA's, die vele aspecten van hoe cellen functioneren beheersen. MiRNA's zijn korte, niet-coderende RNA's - een molecuul dat eenvoudiger is dan DNA, maar ook informatie kan coderen. Toen miRNA's alleen aan muizen zonder stamcellen werden geleverd, toonden ze eigenlijk vergelijkbare verbeteringen aan degenen die stamcelbehandeling kregen.

De toediening van miRNA's als medicijn staat nog in de kinderschoenen maar de studie suggereert mogelijke routes om een ​​hypothalamus ontdaan van stamcellen aan te vullen: het voorkomen van hun verlies in de eerste plaats door het beheersen van de ontsteking. Dit kan worden bereikt door de ontwikkeling van geneesmiddelen die verouderende cellen doden of door het gebruik van ontstekingsremmende verbindingen.

Het onderzoek is belangrijk omdat het op een elegante manier laat zien hoe verschillende mechanismen voor gezondheidsonderhoud met elkaar omgaan. Eén nadeel is echter dat alleen mannelijke muizen werden gebruikt. Het is bekend dat de structuur van de hypothalamus duidelijk verschilt tussen de geslachten. Geneesmiddelen en mutaties die de levensduur verlengen, vertonen meestal ook duidelijk verschillende potentie tussen mannen en vrouwen.

The ConversationOf mensen ooit aanzienlijk langer kunnen leven dan de stroom maximale levensduur van 125-jaren is moeilijk te zeggen. Maar het lijkt de grootste belemmering voor een gezond later leven niet langer de snelheid van de vooruitgang, maar de snelheid waarmee we onze groeiende kennis van de biologie van veroudering kunnen omzetten in geneesmiddelen en lifestyle-advies.

Over de auteur

Richard Faragher, hoogleraar biogerontologie, Universiteit van Brighton

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees de originele artikel.

Boek van deze auteur:

{AmazonWS: searchindex = Books; keywords = 0415419549; maxresults = 1}

Related Books:

{amazonWS: searchindex = Boeken; trefwoorden = vertragen veroudering; maxresults = 2}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

volg InnerSelf op

facebook-icontwitter-iconrss-icoon

Ontvang de nieuwste via e-mail

{Emailcloak = off}