A 94 éves Balatoni Limnológiai Kutatóintézetben már több, mint 30 éve használják a nagy mocsári csigát (Lymnaea stagnalis) alap és alkalmazott neurobiológiai kutatásokhoz. Részben a Nemzeti Agykutatási Program (NAP) támogatásával működő, Ökofiziológiai és Környezettoxikológiai Kutatócsoport olyan új gerinces homológ géneket azonosított a csigában, amelyek az emberi öregedésében is kulcsszerepet játszanak. A legfrissebb eredményeket, valamint az elmúlt évtizedekben a Lymnaea-n végzett, öregedéssel kapcsolatos kutatások áttekintését a rangos The Journals of Gerontology: Series A folyóiratban publikálták a tihanyi kutatók, az angol University of Sussex munkatársaival közösen.
A modern társadalomban az orvostudomány fejlődésével párhuzamosan egyre magasabb az átlagéletkor, melynek eredményeként egyre több embert érintenek az életkorral összefüggő idegrendszeri változások – például a tanulási és emlékezőkészség csökkenése –, illetve az olyan betegségek, állapotok, mint amilyen az enyhe kognitív zavar vagy a demencia. Ez drámai hatással lehet az életminőségre, emellett érzelmi és pénzügyi terheket ró az érintett személyre, a rokonaira, és végső soron az egész társadalomra. Emiatt hatalmas szociális és gazdasági igény mutatkozik az említett neurofiziológiai folyamatokat kialakító mechanizmusok pontosabb megismerésére, továbbá a lehetséges terápiás beavatkozások fejlesztésére.
A tihanyi kutatók arra keresik a lehetséges megoldásokat, hogy lelassítsák, vagy akár vissza is fordítsák az öregedéssel járó memóriacsökkenést. Az öregedésért, illetve az öregedés során kialakuló memóriavesztésért felelős kulcsmolekulákról, jelátviteli útvonalakról, valamint a sejtszintű változásokról azonban még mindig viszonylag kevés információ áll rendelkezésre.
Az öregedéssel járó folyamatok gerincesekben történő vizsgálata – idegrendszerük komplexitása miatt – nem egyszerű feladat a hálózatok és az egyedileg azonosított idegsejtek szintjén. Ennek következtében az öregedéskutatás nagymértékben támaszkodik a gerinctelen modellszervezetekre. Az egyik ilyen gerinctelen modellállat a nagy mocsári csiga (Lymnaea stagnalis), amely évtizedek óta jól ismert és kedvelt alanya az öregedés- és memóriakutatásnak. A kutatócsoport korábban már vizsgálta, hogy a Lymnaea esetében milyen hatással van a PACAP fehérje és az IGF-1 hormon az öregedés visszafordítására. Akkor a kutatók azt állapították meg, hogy nagyon is lehetséges a neurális hálózatokat farmakológiailag „újraprogramozni” és az idős állatokat „megfiatalítani” a memória javítása érdekében.
Habár az évtizedek során a Lymnaea esetében számos öregedéssel kapcsolatos eredmény született a viselkedési mintázatok, és az azokat kialakító neurális hálózatok szintjén, a szóban forgó folyamatok részletes molekuláris hátterét az evolúciósan konzervált, releváns kulcsmolekulák szekvenciáinak hiányában eddig nem lehetett vizsgálni. Annak érdekében, hogy erre most lehetőség nyíljon, a kutatócsoport számos olyan gerinces gének homológját azonosította a csigában, amely a gerincesek öregedéséért, vagy olyan, humán eredetű neurodegeneratív betegségek kialakításáért felelős, mint amilyen a Parkinson-, az Alzheimer-, vagy a Huntington-kór. Továbbá, a közelmúltban olyan további, eddig ismeretlen géneket, illetve azokról átíródó fehérjéket is azonosított a kutatócsoport a mocsári csigában, amelyek a gerincesek öregedésében is kulcsszerepet játszó epigenetikai módosításokért felelősek, megteremtve ezzel az öregedés során bekövetkező molekuláris és sejtes változások széles körű vizsgálatának a lehetőségét.
A The Journals of Gerontology: Series A folyóiratban megjelenő összefoglaló cikk rávilágít arra, hogy a „Lymnaea öregedési modell” eredményei megerősítették többek között azt is, hogy a különböző gerinctelen és gerinces fajokban számos konzisztens, evolúciósan konzervált viselkedési, anatómiai és fiziológiai folyamat játszódik le.
A kutatók azt is vizsgálják a most megszerzett információ birtokában, hogy a felszíni vizekben kimutatható emberi eredetű gyógyszermaradványok mennyiben befolyásolják az „öregedési folyamatokhoz” köthető élettani változások előrehaladását a csiga modellben. A tervek szerint nem csak a megváltozott viselkedési mintázatokat (pl. szaporodás, tanulás és emlékezés), hanem az azokat kialakító molekuláris folyamatokat is nyom követik a környezetben kimutatható hatóanyagok függvényében.
A témában megjelent publikációk:
Pirger Z, Naskar S, László Z, Kemenes G, Reglődi D, Kemenes I. Reversal of age-related learning deficiency by the vertebrate PACAP and IGF-1 in a novel invertebrate model of aging: the pond snail (Lymnaea stagnalis). J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2014; 69(11):1331-8. (D1)
Fodor I, Urbán P, Kemenes G, Koene JM, Pirger Z. Aging and disease-relevant gene products in the neuronal transcriptome of the great pond snail (Lymnaea stagnalis): a potential model of aging, age-related memory loss, and neurodegenerative diseases. Invert Neurosci. 2020; 20(3):9.
Fodor I, Svigruha R, Kemenes G, Kemenes I, Pirger Z. The great pond snail (Lymnaea stagnalis) as a model of ageing and age-related memory impairment: an overview. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2021; glab014. (D1)
Az ELKH oldalán megjelent eredeti hír:
További médiamegjelenések: