Studie benadrukt de belangrijkste genen die achteruitgang van de motorische functie kunnen voorkomen naarmate een organisme ouder wordt, voorlopig in wormen
Vergrijzing is een natuurlijk en onvermijdelijk proces voor elk organisme waarbij er een achteruitgang is in de functie van veel verschillende organen en weefsels. Er is geen remedie voor veroudering. Wetenschappers onderzoeken het proces van veroudering en elke waarneming van hoe het kan worden vertraagd, is voor iedereen intrigerend.
Naarmate dieren en mensen ouder worden, is er een geleidelijke maar significante verslechtering van de motor functies als gevolg van veranderingen in het neuromusculaire systeem – bijvoorbeeld verminderde spierkracht, kracht van ledematenspieren enz. Deze achteruitgang, die over het algemeen begint rond de middelbare leeftijd, is het meest opvallende kenmerk van veroudering en is verantwoordelijk voor de meeste problemen waarmee ouderen worden geconfronteerd en die hun zelfstandig leven beïnvloeden . In staat zijn om de achteruitgang van motorische functies te stoppen of zelfs te vertragen, is het meest uitdagende aspect voor studie van anti veroudering en brengt de focus op de functionele basiseenheid van het neuromusculaire systeem, de 'motorische eenheid' genaamd, dat wil zeggen het punt waar motorische zenuw en spiervezel elkaar ontmoeten.
Onderzoekers van het Life Sciences Institute USA van de University of Michigan hebben de belangrijkste onderliggende oorzaak onthuld van de progressieve achteruitgang van de motorische functie, die verantwoordelijk was voor de toenemende kwetsbaarheid van kleine ouder wordende wormen. Sterker nog, ze hebben een manier gevonden om deze achteruitgang te vertragen. In hun studie gepubliceerd in Wetenschap Advanceshebben ze een molecuul geïdentificeerd dat het juiste doelwit kan zijn om de motorische functie te verbeteren. En deze specifieke route in wormen kan wijzen op iets soortgelijks bij ouder wordende zoogdieren en ook bij mensen. Millimeterlange rondwormen, nematoden genaamd (C. elegans), vertonen een verouderingspatroon dat sterk lijkt op dat van andere dieren, hoewel ze slechts ongeveer drie weken overleven. Maar deze beperkte levensduur maakt ze een ideaal modelsysteem om de wetenschappelijke processen achter veroudering te bestuderen, aangezien hun levensduur gemakkelijk kan worden gevolgd over een korte tijdsduur.
Belangrijk onderdeel van veroudering
Wanneer wormen ouder worden, beginnen ze geleidelijk hun fysiologische functies te verliezen. Wanneer ze het midden van hun volwassenheid bereiken, beginnen hun motorische vaardigheden achteruit te gaan. Onderzoekers wilden kijken naar de exacte reden voor deze daling. Ze wilden de verandering in de interactie van cellen begrijpen naarmate wormen ouder werden en analyseerden de posities waar motorneuronen met het spierweefsel communiceerden. Er werd een gen (en verwant eiwit) geïdentificeerd, SLO-1 (slowpoke kaliumkanaalfamilielid 1) genaamd, dat een sleutelrol speelt bij de regulering van deze communicatie door als regulator op te treden. SLO-1 werkt op neuromusculaire knooppunten en dempt de activiteit van neuronen, wat op zijn beurt de signalen van motorneuronen naar het spierweefsel vertraagt en zo de motorische functie vermindert.
Onderzoekers manipuleerden SLO-1 met behulp van standaard genetische hulpmiddelen en ook een medicijn genaamd paxilline. In beide scenario's werden twee significante effecten gezien bij rondwormen. Ten eerste behielden wormen een betere motorische functie en ten tweede nam hun levensduur toe in vergelijking met normale rondwormen. Dus het was alsof ik een langere levensduur had, maar ook met een verbeterde gezondheid en kracht omdat beide parameters verbeterd werden. Timing was de sleutel voor deze interventies. Manipulaties naar SLO-1, wanneer ze heel vroeg in de levensduur van de worm werden gedaan, hadden geen gevolgen, en bij zeer jonge wormen had het een tegenovergesteld, behoorlijk nadelig effect. De interventie werkt het beste als ze op middelbare leeftijd wordt gedaan. Onderzoekers willen nu de rol van SLO-1 in de vroege ontwikkeling van rondwormen begrijpen. Dit kan helpen om inzicht te krijgen in de onderliggende mechanismen van veroudering, omdat dergelijke genetische en farmacologische interventies kunnen helpen bij het bevorderen van zowel de gezondheid als de lang leven.
Hoewel deze studie beperkt is tot wormen, is SLO-1 geconserveerd bij veel diersoorten en dus zou deze ontdekking ook van toepassing kunnen zijn op het begrijpen van veroudering in andere modelorganismen. Het is echter niet eenvoudig om veroudering in hogere organismen te bestuderen vanwege de langere levensduur. Daarom moeten experimenten worden uitgevoerd met andere modelorganismen dan wormen zoals gist, Drosophila en zoogdieren zoals muizen waarvan de levensduur maximaal 4 jaar is. Experimenten zouden dan kunnen worden uitgevoerd op menselijke cellijnen, aangezien dit in vivo bij mensen onmogelijk is. Voortdurende experimenten zijn nodig om moleculaire en genetische mechanismen achter veroudering te ontrafelen. Deze studie heeft enorme kennis opgeleverd over een moleculair doelwit, mogelijke locatie en de exacte timing waarop de anti-verouderingsstrategie moet worden toegepast. De studie accepteert de onvermijdelijkheid van motorische achteruitgang, maar inspireert om deze te overwinnen door vroege cognitieve en motorische achteruitgang te voorkomen.
***
{U kunt de originele onderzoekspaper lezen door op de DOI-link hieronder in de lijst met geciteerde bron(nen) te klikken}
Bron (nen)
LiG et al. 2019. Genetische en farmacologische interventies in het verouderende motorische zenuwstelsel vertragen de veroudering van de motor en verlengen de levensduur van C. elegans. Wetenschap Advances. https://doi.org/10.1126/sciadv.aau5041
