Undersøgelse fremhæver nøglegener, der kan forhindre motorisk funktionsnedgang, efterhånden som en organisme ældes, for nu i orme
Aldring er en naturlig og uundgåelig proces for enhver organisme, hvor der er et fald i funktion af mange forskellige organer og væv. Der er ingen kur mod aldring. Forskere udforsker aldringsprocessen, og enhver observation af, hvordan den kan bremses, er interessant for alle.
Efterhånden som dyr og mennesker bliver ældre, sker der en gradvis, men betydelig forringelse af motor funktioner på grund af ændringer i det neuromuskulære system – f.eks. nedsat muskelstyrke, styrke i lemmermuskler osv. Denne nedgang, som generelt starter omkring midtvejs, er det mest fremtrædende træk ved aldring og er ansvarlig for de fleste af de problemer, som ældre står over for, hvilket påvirker deres uafhængige liv . At være i stand til at stoppe eller endda bremse nedgangen i motoriske funktioner er det mest udfordrende aspekt at studere anti-aging og bringer fokus på den grundlæggende funktionelle enhed i det neuromuskulære system kaldet 'motorenheden', dvs. det punkt, hvor motorisk nerve og muskelfiber mødes.
Forskere fra University of Michigan Life Sciences Institute USA har afsløret den vigtigste underliggende årsag til progressivt fald i motorisk funktion, som var ansvarlig for øget skrøbelighed hos små aldrende orme. Mere så, de har opdaget en måde at bremse dette fald. I deres undersøgelse offentliggjort i Science Forskud, har de identificeret et molekyle, som kan være det rigtige mål til at forbedre motorisk funktion. Og denne særlige vej i orme kunne være tegn på noget lignende i aldrende pattedyr, herunder mennesker. Millimeter lange rundorme kaldet nematoder (C. elegans) udviser et ældningsmønster, der ligner andre dyr, selvom de kun overlever i omkring tre uger. Men denne begrænsede levetid gør dem til et ideelt egnet modelsystem til at studere de videnskabelige processer bag aldring, da deres levetid nemt kan overvåges over en kort periode.
Vigtig komponent i aldring
Når orme ældes, begynder de gradvist at miste deres fysiologiske funktioner. Når de når midten af deres voksenalder begynder deres motoriske færdigheder at vise tilbagegang. Forskere ønskede at se på den nøjagtige årsag til dette fald. De satte sig for at forstå ændringen i cellernes interaktion, efterhånden som orme ældes, og analyserede de positioner, hvor motorneuroner kommunikerede med muskelvævet. Et gen (og beslægtet protein) blev identificeret kaldet SLO-1 (slowpoke kaliumkanal familiemedlem 1), som har en nøglerolle i reguleringen af denne kommunikation ved at fungere som en regulator. SLO-1 virker ved neuromuskulære junctions og dæmper neuronernes aktivitet, hvilket igen bremser signalerne fra motorneuroner til muskelvævet og dermed reducerer den motoriske funktion.
Forskere manipulerede SLO-1 ved at bruge standard genetiske værktøjer og også et lægemiddel ved navn paxilline. I begge disse scenarier blev der set to signifikante effekter hos rundorme. For det første bevarede orme en bedre motorisk funktion, og for det andet steg deres levetid sammenlignet med normale rundorme. Så det var som at have en længere levetid, men også med forbedret sundhed og styrke, da begge disse parametre blev forbedret. Timing var nøglen til disse indgreb. Manipulationer til SLO-1, når de blev udført meget tidligt i ormens levetid, havde ingen konsekvens, og hos meget unge orme havde det en modsat ret skadelig effekt. Interventionen virker bedst, når den udføres i midten af voksenalderen. Forskere ønsker nu at forstå, hvilken rolle SLO-1 spiller i den tidlige udvikling hos rundorme. Dette kan bidrage til at få indsigt i de underliggende mekanismer ved aldring, fordi sådanne genetiske og farmakologiske indgreb kan hjælpe med at fremme sundhed såvel som levetid.
Selvom denne undersøgelse er begrænset til orme, er SLO-1 bevaret på tværs af mange dyrearter, og derfor kan denne opdagelse også være anvendelig til at forstå aldring i andre modelorganismer. Det er dog ikke ligetil at studere aldring i højere organismer på grund af længere levetid. Det er derfor, der skal udføres eksperimenter i andre modelorganismer bortset fra orme som gær, Drosophila og pattedyr som mus, hvis levetid er maksimalt 4 år. Eksperimenter kunne derefter udføres på humane cellelinjer, da det er umuligt at gøre det in vivo hos mennesker. Kontinuerlige eksperimenter ville være nødvendige for at optrevle molekylære og genetiske mekanismer bag aldring. Denne undersøgelse har givet enorm viden om et molekylært mål, potentielt sted og det nøjagtige tidspunkt, hvor anti-aldringsstrategien skal anvendes. Undersøgelsen accepterer uundgåeligheden af motorisk tilbagegang, men inspirerer til at overvinde det ved at forhindre tidlig kognitiv og motorisk tilbagegang.
***
Kilde (r)
Li G et al. 2019. Genetiske og farmakologiske indgreb i det aldrende motoriske nervesystem bremser motorisk aldring og forlænger levetiden hos C. elegans. Science Forskud. https://doi.org/10.1126/sciadv.aau5041
***
