Επιγενετική μνήμη: Συνδέεται με τη φλεγμονή του εγκεφάλου;

Γιατί ορισμένοι άνθρωποι μεγαλώνουν υγιείς χωρίς ιδιαίτερα νευρολογικά προβλήματα, αλλά αργότερα εμφανίζουν μεγαλύτερη ευπάθεια σε διαταραχές όπως η άνοια; Μια ερευνητική ομάδα του KAIST (Korea Advanced Institute of Science and Technology) έφερε στο φως ένα κομμάτι του παζλ, εντοπίζοντας έναν αναπτυξιακό «διακόπτη» στα αστροκύτταρα και την επιγενετική μνήμη – τα πιο άφθονα κύτταρα υποστήριξης του εγκεφάλου – που καθορίζει πόσο έντονα θα αντιδρά το ανοσοποιητικό σύστημα του εγκεφάλου στην ενήλικη ζωή.

Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Communications, εντοπίζει το γονίδιο NR3C1 (που κωδικοποιεί τον υποδοχέα γλυκοκορτικοειδών) ως τον κύριο ρυθμιστή αυτού του «διακόπτη» και δείχνει πώς η πρώιμη επιγενετική μνήμη μπορεί να προδιαθέσει τον εγκέφαλο σε υπερβολική φλεγμονή αργότερα.

Ο ρόλος των αστροκυττάρων και του NR3C1

Τα αστροκύτταρα δεν είναι νευρώνες, αλλά παίζουν κρίσιμο ρόλο στη στήριξη της λειτουργίας τους. Συμμετέχουν στη θρέψη, στην απομάκρυνση άχρηστων ουσιών, αλλά και στη ρύθμιση των ανοσολογικών αντιδράσεων μέσα στον εγκέφαλο.

Η ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής την καθηγήτρια Inkyung Jung (Τμήμα Βιολογικών Επιστημών, KAIST) και τον καθηγητή Won-Suk Chung (Κέντρο Αγγειακής Έρευνας, Institute for Basic Science), μελέτησε σε πειραματόζωα πώς αλλάζει η γονιδιακή ρύθμιση των αστροκυττάρων από τη γέννηση μέχρι την ενηλικίωση.

Ανακάλυψαν ότι το γονίδιο NR3C1 δρα κατά τη διάρκεια ενός σύντομου παραθύρου αμέσως μετά τη γέννηση, θέτοντας «φρένα» στις ανοσολογικές λειτουργίες των αστροκυττάρων. Με άλλα λόγια, το NR3C1 βοηθά να αποφευχθεί η υπερ-ενεργοποίηση των μηχανισμών φλεγμονής αργότερα στη ζωή.

Ο χάρτης της επιγενετικής μνήμης

Για να δημιουργήσουν έναν λεπτομερή χάρτη της ανάπτυξης των αστροκυττάρων, οι ερευνητές συνδύασαν:

• 3D επιγενετική χαρτογράφηση (profiling), που δείχνει πώς διπλώνεται το DNA.

• RNA sequencing, για να εντοπίσουν ποια γονίδια ενεργοποιούνται.

• Αναλύσεις προσβασιμότητας χρωματίνης, ώστε να δουν ποια γονιδιακά «κουμπιά» είναι ανοιχτά ή κλειστά.

Αναγνώρισαν 55 ειδικούς μεταγραφικούς παράγοντες που καθοδηγούν την ωρίμανση των αστροκυττάρων, με το NR3C1 να ξεχωρίζει ως ο κρίσιμος ρυθμιστής στην πρώιμη ζωή.

Τι έδειξαν τα πειράματα

Όταν οι ερευνητές αφαίρεσαν το NR3C1 από τα αστροκύτταρα, τα ζώα αναπτύχθηκαν κανονικά, χωρίς εμφανή προβλήματα. Ωστόσο, όταν ως ενήλικα υποβλήθηκαν σε μοντέλο αυτοάνοσης σκλήρυνσης κατά πλάκας, παρουσίασαν υπερβολικά ισχυρές φλεγμονώδεις αντιδράσεις και βαρύτερη νόσο.

Μηχανιστικά, η απουσία του NR3C1 στην παιδική ηλικία άφηνε τα γονίδια του ανοσοποιητικού «προετοιμασμένα» – με τα ρυθμιστικά τους στοιχεία μόνιμα ανοιχτά. Έτσι, αργότερα, τα ίδια γονίδια ανταποκρίνονταν με υπερβολική ένταση σε ερεθίσματα φλεγμονής. Με απλά λόγια, το NR3C1 λειτουργεί ως πρώιμο “φρένο” που εμποδίζει τα αστροκύτταρα να γίνουν υπερευαίσθητα στις ανοσολογικές αντιδράσεις της ενήλικης ζωής.

Νέες γνώσεις για νευροεκφυλιστικές ασθένειες

Ο καθηγητής Won-Suk Chung τόνισε: «Αυτή είναι η πρώτη απόδειξη ότι οι ανοσολογικές λειτουργίες των αστροκυττάρων διέπονται από επιγενετική μνήμη. Τα ευρήματά μας προσφέρουν νέες ενδείξεις για την προέλευση εκφυλιστικών διαταραχών του εγκεφάλου, όπως η νόσος Αλτσχάιμερ».

Η καθηγήτρια Inkyung Jung πρόσθεσε: «Αναδεικνύουμε ένα κρίσιμο χρονικό παράθυρο κατά την ανάπτυξη των αστροκυττάρων που μπορεί να καθορίσει την ευπάθεια σε ασθένειες στην ενήλικη ζωή. Η κατανόηση της λογικής του 3D γονιδιώματος μπορεί να ανοίξει τον δρόμο για νέες θεραπείες».

Επιπτώσεις για το μέλλον

Η μελέτη έχει ιδιαίτερη σημασία, διότι δείχνει ότι τα γεγονότα της πρώιμης ζωής μπορούν να αφήσουν μακροχρόνια επιγενετικά ίχνη που καθορίζουν την υγεία του εγκεφάλου δεκαετίες αργότερα.

Οι επιστήμονες θεωρούν ότι η γνώση αυτή μπορεί να οδηγήσει σε:

• Προληπτικές παρεμβάσεις σε παιδιά υψηλού κινδύνου.

• Νέες στρατηγικές θεραπείας για ασθένειες όπως η πολλαπλή σκλήρυνση και η άνοια.

• Στοχευμένα φάρμακα που ρυθμίζουν την επιγενετική μνήμη στα αστροκύτταρα.

Η έρευνα του KAIST φωτίζει πώς η «μνήμη» της πρώιμης ζωής αποτυπώνεται στο γονιδίωμα και επηρεάζει τη λειτουργία του εγκεφάλου στην ενήλικη ζωή. Το γονίδιο NR3C1 φαίνεται να είναι το κλειδί για το αν τα αστροκύτταρα θα λειτουργήσουν ως φυσικά «φρένα» της φλεγμονής ή θα την ενισχύσουν υπερβολικά. Πρόκειται για μια ανακάλυψη που δεν εξηγεί μόνο γιατί ορισμένοι άνθρωποι γίνονται πιο ευάλωτοι σε νευροεκφυλιστικές παθήσεις, αλλά και ανοίγει δρόμους για την ανάπτυξη νέων, στοχευμένων θεραπειών στο μέλλον.