Deze ontdekking biedt een veelbelovende manier om cognitieve achteruitgang en leeftijdsgebonden neurodegeneratieve aandoeningen tegen te gaan en verloren herinneringen terug te halen.
“Het is echt een omkering van het geheugenverlies als gevolg van ouderdom”, zegt Saul Villeda, onderzoeker en adjunct-directeur van het Bakar Institute for Aging Research van de Universiteit van Californië in San Francisco, en hoofdauteur van de wetenschappelijke studie gepubliceerd in Nature Aging. “Het gaat om iets veel diepgaander dan alleen het vertragen of voorkomen van symptomen”, verzekert hij. Zijn team heeft iets gevonden dat kan worden omschreven als een “moleculaire schakelaar”, het FTL1-eiwit, dat bij regulering verloren cognitieve functies kan herstellen en door de tijd beschadigde hersenverbindingen kan verjongen.
De hippocampus, het centrum van het geheugen en het leren in de hersenen, is een van de gebieden die het meest kwetsbaar zijn voor het verstrijken van de tijd. Wetenschappers hebben vastgesteld dat het FTL1-eiwit zich met het ouder worden ophoopt in dit gebied, wat gepaard gaat met een drastische vermindering van de neuronale verbindingen en het geheugenvermogen. “Toen we de genen en eiwitten analyseerden die met de leeftijd veranderen in de hippocampus, sprong er maar één uit: FTL1”, zegt Villeda. Dit eiwit kwam niet alleen veel voor in verouderde hersenen: door het gehalte ervan bij jonge muizen kunstmatig te verhogen, ontwikkelden deze cognitieve problemen die vergelijkbaar waren met die van oude dieren, verloren ze neuronale vertakkingen en faalden ze in geheugentests.
Wat hebben ze ontdekt?
De sleutel, zo verzekert het team, was het tegenovergestelde effect aantonen: door de hoeveelheid FTL1 bij oude muizen te verminderen, herstelden de verbindingen tussen neuronen zich en slaagden de dieren voor geheugentests met scores die vergelijkbaar waren met die van jonge exemplaren. “Wanneer we FTL1 blokkeren, vormen oude neuronen weer complexe verbindingen en verbetert de mentale prestatie aanzienlijk”, legt de wetenschapper uit, waarbij hij benadrukt dat de bevinding een echte “omkering van de schade” inhoudt, en niet alleen een oppervlakkige vertraging.
Het experiment bracht ook de oorzaak van cognitieve achteruitgang aan het licht: een teveel aan FTL1 heeft een directe invloed op het celmetabolisme in de hippocampus, waardoor de energieprestaties van de neuronen afnemen. Door een stof toe te dienen die het metabolisme stimuleert, kon deze schade worden voorkomen, wat suggereert dat er andere effectieve therapeutische routes mogelijk zijn. In het laboratorium verloren neuronen met hoge FTL1-niveaus hun typische vertakking in meerdere ‘armen’ en werden ze gereduceerd tot eenvoudige verbindingen die weinig efficiënt waren in de uitwisseling van informatie.
Kunstmatige neuronen die in petrischalen worden gekweekt, ontwikkelen uitlopers, of neurieten, met verschillende vertakkingen. Wanneer dezezelfde neuronen worden gemodificeerd om grote hoeveelheden van het FTL1-eiwit te produceren, worden hun neurieten aanzienlijk vereenvoudigd. (UCSF)
Het team gebruikte een rigoureuze aanpak om uit te sluiten dat het geheugenverlies het gevolg is van massale neuronendood, en toonde aan dat de synapsen en de energiefunctie kunnen worden hersteld zonder verloren cellen te vervangen. “Om therapieën te vinden die de cognitieve functie bij ouderen daadwerkelijk herstellen, moeten we eerst de moleculaire mechanismen ontcijferen die de neuronale achteruitgang regelen”, aldus de auteurs in het oorspronkelijke artikel.
Hoopgevend moment
Voorlopig zijn de resultaten alleen bevestigd bij mannelijke muizen, en de onderzoekers wijzen op de noodzaak om te controleren of de voordelen ook bij vrouwelijke modellen en natuurlijk bij mensen worden waargenomen. Hun optimisme is echter voelbaar: “Het is een hoopvol moment om aan de biologie van veroudering te werken”, concludeert Villeda, waarbij hij duidelijk maakt dat zijn team al manieren onderzoekt om geneesmiddelen te ontwikkelen die FTL1 kunnen blokkeren en de mentale jeugd van verouderde hersenen kunnen herstellen.
Het onderzoek voegt zich bij een groeiend corpus van onderzoeken die de ophoping van eiwitten van de ferritinefamilie in verband brengen met de prognose van mentale achteruitgang. Eerdere gegevens bij mensen wijzen erop dat verhoogde ferritinespiegels in het hersenvocht voorafgaan aan de voortgang van de ziekte van Alzheimer en de overgang van milde geheugenstoornissen naar ernstigere symptomen. De groep van Villeda benadrukt dat hun bevinding niet alleen de deur opent naar toekomstige behandelingen voor normaal ouder worden, maar ook naar de aanpak van neurodegeneratieve aandoeningen.
