اختلال در تولید انرژی احتمالا علت مستعد شدن مغز برای ابتلا به بیماری‌های مرتبط با سن را توضیح می‌دهد. تولید انرژی ناقص در نورون‌های پیر احتمالا علت ابتلای مغز به بیماری‌های مرتبط با سن است.
محققان موسسه‌ی Salk روشی را برای کشف این مسئله که سلول‌های افراد مسن، میتوکندری‌های معیوب دارند به‌کار بردند. درک اثرات افزایش سن میتوکندری‌ها ارتباط میان اختلال میتوکندریایی و بیماری‌های مغزی مرتبط با سن مانند آلزایمر و پارکینسون را آشکارتر می‌سازد.
Rusty Gage مولف ارشد آزمایشگاه ژنتیک Salk می‌گوید: “بیشتر روش‌های دیگر، فشارهای شیمیایی را برای شبیه‌سازی افزایش سن بر سلول‌ها اعمال می‌کنند. سیستم ما این فایده را دارد که نشان می‌دهد چه اتفاقی برای میتوکندری‌ها در جریان افزایش سن طبیعی در بدن انسان می‌افتد”.
میتوکندری‌ها، ساختارهای کوچکی که درون سلول یافت می‌شوند، مسئول تبدیل غذا به انرژی شیمیایی برای استفاده‌ی سلول‌های بدن است. نقص در ژن‌های میتوکندریایی می‌تواند باعث ایجاد بیماری شود ولی محققان دریافته‌اند که کارایی میتوکندری‌ها با افزایش سن، کاهش یافته و می‌تواند باعث اختلالات مرتبط با سن شود.
بیشتر بخوانید:
- اختلال میتوکندری عامل بسیاری از بیماری‌هاست
- اوتیسم با جهش‌های DNA میتوکندری ارتباط دارد
- التهاب، میتوکندری را به کارخانه‌ی تولید مواد سمی تبدیل می‌کند
پیش از این، آزمایشگاه Gage، روشی را برای تبدیل مستقیم سلول‌های پوستی به نورون‌ها (معروف به القای نورونی یا iNs) طراحی کرده‌بود. اکثر روش‌های ساخت نورون از سلول‌های بیمار، با تکیه بر طبقه حدواسط سلول‌های بنیادی که مارکرهای سلولی افزایش سن را تنظیم می‌کنند، تاثیر دارند. اما القای نورونی این آزمایشگاه، نشانه‌های افزایش سن که شامل تغییرات فعالیت ژنی و هسته‌های سلولی هستند را حفظ می‌کنند.
در یک تحقیق جدید، محققان دریافتند میتوکندری‌ها همچنین نشانه‌های افزایش سن را در جریان القای نورونی حفظ می‌کنند. با استفاده از سلول‌های پوستی افراد مختلف در بازه‌ی سنی ۰ تا ۸۹ سال برای القای نورونی، آن‌ها از روش‌های گوناگونی برای مطالعه‌ی میتوکندری‌های هر دسته از سلول‌ها انجام دادند.
میتوکندری‌های خارج شده از سلول‌های پوستی افراد مختلف، تغییرات مرتبط با سن کمی نشان دادند. ولی هنگامی که سلول‌ها به‌طور مستقیم به نورون تبدیل می‌شدند، میتوکندری‌های افراد مسن کاملا متفاوت بودند. ژن‌های میتوکندریایی مربوط به تولید انرژی، خاموش شده، میتوکندری‌ها تراکم کمتری داشته و انرژی کمتری تولید می‌کردند.
محققان حدس می‌زنند دلیل تاثیر بیشتر افزایش سن بر میتوکندری‌هایی که تحت القای نورونی قرار گرفته‌اند، نسبت به میتوکندری‌های سلول‌های پوستی، این است که نورون‌ها برای تامین انرژی خود بسیار به میتوکندری‌ها متکی هستند. Mertens برای روشن شدن این موضوع بیان می‌کند که
اگر شما ماشینی کهنه با یک موتور خراب داشته باشید که در گاراژتان مانده باشد، مشکلی نیست. ولی اگر هر روز از آن استفاده کنید، موتور مشکل بزرگی به‌شمار می‌رود.
یافته‌ها حاکی از آن است که افزایش سن می‌تواند اندام‌های سراسر بدن را به شکل متفاوتی تحت تاثیر قرار دهد.
محققان می‌خواهند این روش را برای مطالعه بیماری‌های وابسته به سن مانند آلزایمر و پارکینسون نیز به‌کار ببرند. با جمع‌آوری سلول‌های پوستی از بیمارها و القای نورونی در آن‌ها، مشاهده‌شد که میتوکندری‌های نورونی این بیماران با میتوکندری‌های نورونی افراد سالمند غیرمبتلا کاملا متفاوت است.
