Magyar kutatók vizsgálták a kutyák öregedését: rajtunk is segíthetnek négylábú társaink

A kutyák nagyszerű modellnek ígérkeznek az emberi idegi öregedés és kognitív hanyatlás vizsgálatára. A kutatók azt állapították meg, hogy az ebek öregedésével kapcsolatos genetikai változások inkább a mennyiségről, mint a minőségről szólnak.

A kutyák egyedülálló transzlációs potenciállal rendelkeznek az idegi öregedés és a demencia vizsgálatára, mivel hajlamosak az életkorral összefüggő kognitív hanyatlásra, beleértve az Alzheimer-kórhoz hasonló kóros állapotot. Mégis nagyon keveset tudunk a kutyák kognitív hanyatlásának hátterében álló molekuláris mechanizmusokról. Az ELTE legutóbbi tanulmányának célja az volt, hogy feltárja a transzkriptomikus különbségeket a fiatal és idős kutyák frontális kérge között. Ez egy olyan agyi régió, amelyet gyakran érintenek az életkorral összefüggő demencia különböző formái az emberekben. A kutatók 13 kedvtelésből tartott kutya frontális kérgi agyterületéről származó RNS izolátumokat elemeztek, amelyek 7 különböző fajtát és keveréket képviseltek. Hat eb 1-4 éves, hét 14-17 éves volt. Az állatokat egészségügyi okokból elaltatták, testüket gazdáik tudományos célokra adományozták.

Kutya agyszövetében a gének aktivitását vizsgálva kiderült, hogy a 20 000 génből 16 000 gén nagy része aktív minden állatban, és körülbelül 3 500 eltérően expresszálódik a korcsoportok között. Száznál kevesebb gén csak az idős kutyákban volt aktív, a fiatalokban nem. Ez azt jelzi, hogy az öregedéssel kapcsolatos genetikai változások inkább a mennyiségről, mint a minőségről szólnak. A megváltozott aktivitású gének más gének szabályozásában, az idegi fejlődésben, aktivitásban és az immunrendszerben is szerepet játszottak. Néhány fontos idegi funkcióval rendelkező gén az emberhez hasonló, de a rágcsálóktól eltérő elváltozásokat mutatott.

A kutya ideális modell

A kutyák mint az emberi öregedés természetes modelljei iránti érdeklődés az elmúlt években az egekbe szökött, így több rétegű kutatási kezdeményezések jöttek létre, mint például a Családi Kutya Program, a kutyák öregedésének tanulmányozására.

Emellett egyre több olyan preklinikai vizsgálat is létezik, amelyekben kutyákat is vizsgálnak olyan gyógyszerek tesztelésében, amelyek az életkorral összefüggő állapotromlást vagy az emberi párhuzamokkal összefüggő betegségeket célozzák meg, és lehetséges egészségügyi előnyökkel járhatnak mind az emberek, mind kedvenceik számára.

Ahhoz azonban, hogy ezek a vizsgálatok hatékonyak legyenek a gyógyszerek hatásának értékelésében, minden biológiai szinten biztosítani kell a kutyák és az emberek közötti átültethetőséget. A kutyaagy öregedésével kapcsolatos és az életkorral összefüggő demencia mögött meghúzódó molekuláris mechanizmusok alig ismertek. Ez akadályozhatja a transzlációs vizsgálatok hatékonyságát.

„Az RNS-molekulák szekvenálása egy biológiai mintában hatékony eszköz a genetikai szabályozó mechanizmusok feltárására. Ezt a technikát a kutyák idegrendszeri öregedésének vizsgálatára használtuk.” – mondta a tanulmány első szerzője, Sándor Sára, az ELTE genetikusa.

„Bioinformatikai elemzéseket használtunk a genetikai mechanizmusok életkorral összefüggő változásainak keresésére” – tette hozzá Jónás Dávid bioinformatikus, a tanulmány első szerzője. „Azt találtuk, hogy a két korcsoport egyértelműen elkülönült az átlagolt szekvenálási profiljuk alapján.” Ez a génaktivitás erőteljes változásait jelezte a kutyák öregedésével, fajtájuktól függetlenül. Egyetlen állat nem fért be egyik csoportba sem: egy négyéves német juhászkutya. Mivel ez az eb volt a legidősebb a fiatal kutyák között, és egy nagytestű fajta, viszonylag rövid várható élettartammal, ezért köztes állapotot jelenthet a két korcsoport között.

Az egyes gének elemzésekor a húszezer kutyagén nyolcvan százaléka minden állatban aktívnak bizonyult.

Inkább a mennyiség, mint a minőség

„Mivel az egyes gének teljes aktiválása vagy inaktiválása nagyon ritka volt, az öregedéssel kapcsolatos genetikai változások inkább a mennyiségről, mint a minőségről szólnak” – mondta Kubinyi Enikő, az ELTE Etológia Tanszékének Szenior Családi Kutya Program vezető kutatója.

A differenciálisan expresszált gének fele csökkent aktivitást mutatott idősebb állatokban, másik fele aktívabb volt. Ez arra utalhat, hogy a génexpresszió szabályozásában az életkorral összefüggő változások finomhangoltak, és nem csak a genomiális dezintegráció eredményeként jönnek létre. A megváltozott aktivitású gének más géneket, az idegi fejlődést és az immunrendszert szabályozzák. A legfontosabb, hogy egyes idegi funkciókban részt vevő gének az emberekhez hasonló, de a rágcsálóktól eltérő változásokat mutattak.

A magyar kutatók eredményei azt is megmutatták, hogy a biobanking megbízható forrás az ilyen jellegű vizsgálatokhoz, és ezzel hosszú távon csökkenthető a laboratóriumi kutyamodellek iránti igény.