Eine aktuelle Studie, veröffentlicht in Nature, zeigt, dass bestimmte Gehirnzellen Umgebungen schaffen, die entweder die Gesundheit fördern oder zu Stress und Schäden beitragen, ähnlich wie Pflanzen in einem blühenden Wald. Diese Forschung legt nahe, dass lokale Zellinteraktionen erheblichen Einfluss auf das Altern des Gehirns haben und bietet neue Perspektiven für potenzielle Interventionen zur Verlangsamung oder Umkehrung dieses Prozesses.
Die Mitautorin Professorin Ann Brune von der Stanford-Universität äußerte sich begeistert darüber, dass einige Zellen das Altern benachbarter Zellen beschleunigen, während andere sie anscheinend verjüngen. Das Forschungsteam, geleitet von Eric San und einschließlich James Zhou, nutzte fortschrittliche KI-Methoden zur Datenanalyse, während Brunes Labor biologische Expertise bereitstellte.
Die Ergebnisse eröffnen neue Forschungsrichtungen, insbesondere in der Untersuchung, wie verjüngende Interventionen wie Bewegung die Widerstandsfähigkeit und Regenerationsmechanismen des Gehirns verbessern können. Dies könnte zu neuartigen Strategien gegen Neurodegeneration und kognitiven Rückgang führen.
Das Ziel der Studie war es, zu erforschen, wie Zellen sich während des Alterns gegenseitig beeinflussen, indem der Fokus von isolierten Zellen auf deren Interaktionen im Umfeld verschoben wird. Die Forscher identifizierten 18 Zelltypen und stellten fest, dass T-Zellen Entzündungen und Altern fördern, während seltene neuronale Stammzellen einen verjüngenden Effekt zeigen.
Durch die Erstellung eines räumlichen Transkriptom-Atlas kartierte das Team die Genexpression von 2,3 Millionen Zellen in 20 Lebensphasen und bewahrte die räumlichen Beziehungen, um die Auswirkungen des Alterns zu untersuchen. Sie entwickelten Alterungsuhren mithilfe von maschinellem Lernen, um das biologische Alter basierend auf der Genexpression vorherzusagen, und schufen ein rechnergestütztes Werkzeug zur Modellierung interzellulärer Interaktionen.
Indem sie ihre Werkzeuge öffentlich zugänglich machen, möchten die Forscher weitere Studien zu zellulären Interaktionen in verschiedenen Geweben erleichtern. Die Untersuchung liefert wichtige Erkenntnisse über Alterungsfaktoren und verjüngende Einflüsse, die die Vitalität des alternden Gehirns wiederherstellen könnten.
Brune betonte die Komplexität des Alterns des Gehirns und wies darauf hin, dass zukünftige Behandlungen an spezifische Zelltypen angepasst werden müssen. Das Team hofft, seine Erkenntnisse von Mäusen auf menschliche Gewebe auszudehnen und die Anwendbarkeit ihrer Forschung zu verbessern.