Ce zone din creier îmbătrânesc mai repede? Prima hartă genetică a îmbătrânirii cerebrale, realizată de un cercetător român din SUA

Creierul nu îmbătrânește uniform. Unele zone se deteriorează mai rapid decât altele, iar ritmul acestui declin este, în mare parte, scris în ADN. Până acum, oamenii de știință măsurau vârsta cerebrală printr-un singur număr global, fără nicio mențiune despre diferențele dintre regiuni.

O cercetare publicată recent în revista GeroScience, coordonată de de Nicholas J. Kim și cercetătorul român Andrei Irimia, biogerontolog și neurobiolog la University of Southern California, SUA, a condus la prima hartă genetică detaliată a îmbătrânirii corticale locale, demonstrând că anumite zone pot îmbătrâni mai repede decât altele, iar această diferență este legată, în parte, de profilul genetic al fiecărei persoane.

Regiunile cerebrale care arată cele mai puternice asocieri genetice cu îmbătrânirea accelerată se suprapun cu zonele cunoscute ca fiind primele afectate în Alzheimer sau alte forme de demență.

Demența nu este o consecință inevitabilă a îmbătrânirii

Potrivit estimărilor publicate în The Lancet Public Health, până în 2050 vor fi circa 153 de milioane de cazuri de demență, la nivel mondial. În Europa, peste 9 milioane de persoane din statele UE27 trăiesc în prezent cu demență, iar până în 2050 cifra va crește cu 58%, conform raportului Alzheimer Europe din ianuarie 2026. Femeile sunt afectate disproporționat: din cele aproximativ 12,1 milioane de persoane cu demență din întreaga Europă (state UE și non-UE), peste 8 milioane sunt femei.

În România, aproximativ 288.000 de persoane sunt diagnosticate cu demență (1,53% din populația totală), iar până în 2050 numărul lor ar putea ajunge la aproape 400.000 (2,47%), potrivit aceluiași raport.

Pe scurt, demența nu este o consecință inevitabilă a îmbătrânirii. Riscul crește, însă evoluția nu este aceeași pentru toți. Datele din studiul publicat în GeroScience arată că factorii genetici pot influența ritmul în care îmbătrânește creierul, inclusiv diferența dintre un proces lent și unul accelerat.

De la un scor general la o hartă detaliată

Timp de ani întregi, cercetătorii au lucrat cu o singură estimare: vârsta creierului. Pe baza unui RMN, evaluau cât de bătrân pare creierul în ansamblu, raportat la vârsta reală. Un adult de 40 de ani putea avea un creier care arată ca la 50, semn asociat cu un risc mai mare de declin cognitiv. Problema este că această medie nu spune nimic despre diferențele dintre zone.

„Am tratat vârsta creierului ca pe o singură notă, aproape ca pe o medie generală a întregului creier”, a explicat Nicholas Kim, autorul principal al studiului. Echipa sa a propus ca în locul unui singur scor, să analizeze separat 148 de regiuni ale cortexului. Pentru fiecare zonă au calculat cât de rapid sau cât de lent îmbătrânește, folosind un model de inteligență artificială antrenat pe imagini RMN.

Analiza se bazează pe datele a 41.708 adulți fără probleme cognitive, incluși în UK Biobank, o bază de date din Marea Britanie. Pentru fiecare participant, vârsta estimată a fiecărei regiuni a fost comparată cu vârsta reală. Diferența astfel obținută a fost apoi corelată cu sute de mii de variante genetice.

Arhitectură poligenică: 1.212 de variante genetice

Analiza a identificat 1.212 variante genetice asociate cu îmbătrânirea accelerată sau întârziată în cel puțin o regiune corticală. Aceste variante nu apar izolat, ci tind să se grupeze în tipare comune, legate de procese biologice diferite. Folosind metode statistice de grupare, cercetătorii au separat aceste variante în trei categorii, fiecare cu efecte specifice asupra anumitor zone ale creierului.

Primul grup (106 variante) cuprinde gene implicate în transportul ionic, semnalizarea vasculară și metabolismul celular, printre care KCNK2, BMP6 și RHEB. Aceste variante sunt asociate cu o îmbătrânire accelerată a cortexului, în special în zona precuneusului, cingulatului posterior și regiunilor frontale superioare, adică exact în nucleul rețelei cerebrale „de repaus” (default mode network), una dintre primele afectate în boala Alzheimer.

Al doilea grup (tot 106 variante) include gene precum NUAK1, LPAR1 și ROCK1, implicate în stabilitatea citoscheletului, semnalizarea lipidică și răspunsul la stres celular. Spre deosebire de primul grup, aceste variante sunt asociate cu un efect protector: zonele limbice și paralimbice (insula, cingulatul, regiunile temporale mediale) arată semne de îmbătrânire mai lentă la purtătorii acestor alele.

Aceste zone, responsabile de procesarea emoțională și de interocepție, sunt primele care se degradează în demența frontotemporală.

Al treilea grup, mai mic (doar 6 variante), implică gene legate de remodelarea cromatinei și de reglarea imunitară, precum histonele H1-1 și H4C8 sau gena BTN3A2. Efectul lor se concentrează în cortexul frontoinsular și perisilvian, zone care integrează informații senzoriale, cognitive și afective.

Gene care accelerează îmbătrânirea și gene care protejează creierul

Dintre toate variantele analizate, unele dintre cele mai importante legături cu îmbătrânirea accelerată apar în jurul genei KCNK2. Aceasta este implicată în funcționarea neuronilor, iar anumite variante sunt asociate cu un cortex care pare mai îmbătrânit, în special în zone cunoscute ca fiind vulnerabile în boala Alzheimer.

Cercetările anterioare au arătat că această genă influențează echilibrul electric al celulelor nervoase. Atunci când nu funcționează normal, pot apărea dereglări care favorizează degradarea progresivă a creierului.

La polul opus se află gena NUAK1. Unele variante ale acesteia sunt asociate cu un ritm mai lent de îmbătrânire a cortexului, în mai multe regiuni. Este un rezultat care atrage atenția, mai ales că NUAK1 este deja studiată ca posibilă țintă în tratamentele pentru boli neurodegenerative.

Alte gene de interes includ GMNC (implicată în reglarea ciclului celular și replicarea ADN-ului), MSL2 (remodelarea cromatinei și acetilarea histonelor), KANSL1 (un locus de risc deja cunoscut pentru bolile Alzheimer, Parkinson și scleroză laterală amiotrofică) și doi membri ai familiei WNT (WNT3 și WNT16) care controlează formarea neuronală timpurie și neuroplasticitatea.

„Îmbătrânirea creierului nu depinde de un singur factor genetic, ci de un ansamblu de variante genetice“

Studiul arată că îmbătrânirea cortexului nu poate fi pusă pe seama unei singure gene. Este rezultatul unui cumul de variante genetice care acționează în direcții diferite. Unele sunt asociate cu un ritm mai rapid de degradare, altele par să încetinească acest proces, iar efectele lor diferă de la o regiune la alta.

„Ceea ce mi se pare important la această cercetare este că arată că îmbătrânirea creierului nu depinde de un singur factor genetic, ci de un ansamblu de gene, care acționează diferit de la o regiune la alta. Combinând măsurători ale îmbătrânirii la nivel local cu analiza genetică, putem înțelege mai bine cum influențează moștenirea genetică vulnerabilitatea anumitor zone ale creierului. Asta ne ajută să înțelegem mai clar de ce unele regiuni sunt afectate mai devreme în boala Alzheimer”, a declarat cercetătorul român Andrei Irimia, profesor la USC și coordonator al proiectului, citat de publicația Medical Express.

Practic, studiul dă o nouă definiție îmbătrânirii cerebrale, evidențiind că nu este vorba de o atrofie aleatorie sau de o pierdere funcțională întâmplătoare, ci de desfășurarea unor traiectorii codificate genetic, parțial previzibile, care încep din dezvoltarea embrionară și continuă de-a lungul întregii vieți.

Identificarea persoanelor la risc înainte de apariția simptomelor

Vârsta estimată a diferitelor zone ale creierului ar putea fi folosită, în viitor, ca indicator în studiile despre boli neurodegenerative. De exemplu, persoanele în cazul cărora anumite regiuni par mai îmbătrânite ar putea avea un risc mai mare de boală Alzheimer, în timp ce altele, cu un profil genetic mai favorabil, ar putea răspunde diferit la tratament.

O parte dintre mecanismele identificate în studiu sunt deja analizate în cercetarea medicală, inclusiv cele legate de dezvoltarea neuronilor, structura celulelor sau procesele metabolice. Asta înseamnă că rezultatele ar putea fi folosite atât pentru a estima riscul, cât și pentru a urmări cum reacționează diferite zone ale creierului la tratamente.

Pe termen mai lung, aceste date ar putea ajuta la identificarea persoanelor cu risc crescut cu mult înainte de apariția simptomelor. Însă, rezultatele trebuie confirmate în studii mai ample și pe grupuri mai diverse. Dacă aceste etape vor fi parcurse, cercetarea ar putea schimba modul în care sunt prevenite și monitorizate bolile neurodegenerative.

Totuși, este important de menționat că designul studiului nu permite urmărirea modului în care vârsta cerebrală locală se modifică în timp la aceeași persoană. Cohorta analizată provine preponderent din populație de origine europeană, iar rezultatele pot să nu se aplice în aceeași măsură altor populații.