Genai ir amžius atskleidžia naujas pažinimo kintamumo įžvalgas

Neseniai Nature Medicine paskelbtame tyrime nagrinėjamas konkrečių genų ir amžiaus poveikis pažinimo veiklai. Tyrėjai aptaria galimą savo išvadų naudą kuriant kognityviai ir genotipiškai suskirstytas kohortas būsimiems epidemiologiniams ir intervencijos tyrimams.

Dabartiniai skaičiavimai rodo, kad iki 2050 m. Iki 140 mln. Žmonių gali susirgti demencija, nepaisant naujų gydymo būdų.

Daugelis naujų vaistų, patvirtintų neurodegeneracinėms ligoms gydyti, iš pradžių išbandomi žmonėms, sergantiems pažengusia ir negrįžtama liga, todėl dažnai šių gydymo būdų veiksmingumas yra ribotas. Taigi, gerinant dabartinį supratimą apie ikiklinikines ir ankstyvąsias neurodegeneracijos stadijas, galima įvertinti naujų gydymo būdų veiksmingumą, siekiant užkirsti kelią tolesnei neurodegeneracijai ir atkurti pacientų gyvenimo kokybę.

Tai paskatino atlikti dabartinį tyrimą, kuriame dalyvavo žmonės, kuriuos buvo galima stebėti ilgą laiką, kad suprastų demencijos išsivystymą ir galbūt vaistų poveikį jai.

Visi tyrimo dalyviai buvo iš Nacionalinio sveikatos ir priežiūros tyrimų instituto (NIHR) Anglijoje, kuris iš pradžių buvo sukurtas kaip eksperimentinės medicinos ir klinikinių tyrimų savanorių duomenų bazė.

Buvo prieinami visų tyrimo dalyvių genotipai ir fenotipai, dauguma jų iš pradžių buvo sveiki. Šiuo tikslu tiksliniam skambučiui buvo nustatyta genų ir pažinimo (G&C) kohorta, kurią sudaro daugiau nei 21 000 NIHR BioResource dalyvių.

Dabartiniame tyrime buvo nagrinėjami kognityvinės veiklos (fenotipo) pokyčiai, susiję su amžiumi, susijusiais genotipais ir demografine bei socialine ir ekonomine informacija. Į tyrimą buvo įtraukta vienuolika pažinimo testų įvairiose srityse, taip pat du nauji pažinimo gebėjimų matai, pavadinti G6 ir G4.

G4 yra suvestinis balas, apimantis trumpalaikę atmintį, sklandų intelektą ir kristalizuotą intelektą, o G6 yra balas, apibendrinantis reakcijos laiką, dėmesį, apdorojimo greitį ir vykdomąją funkciją. Abiejų priemonių genetinis fonas buvo naudojamas siekiant nustatyti naujus genetinius lokusus, kurie daro įtaką pažinimo būklei per visą žmogaus gyvenimą.

Tyrimo rezultatai parodė, kad visi 13 parametrų teigiamai koreliavo vienas su kitu, išskyrus žodyną (VY), kuris rodė ir teigiamą, ir neigiamą koreliaciją.

Tyrimo rezultatai buvo pritaikyti pagal naudojamo įrenginio tipą, o tai kitu atveju turėtų įtakos testo rezultatams. Tačiau būsimuose tyrimuose taip pat reikėtų atsižvelgti į tai, kad įrenginio tipas skiriasi priklausomai nuo amžiaus, socialinės ir ekonominės padėties, o tai lemia skirtingus fenotipus.

Kognityviniai gebėjimai mažėjo su amžiumi visuose testuose, išskyrus VY, kuris didėjo su amžiumi. Šis stebėjimas prieštarauja ankstesniems tyrimams, kuriuose teigiama, kad vyresnių nei 60 metų žmonių VY sumažėjo.

Lytis paaiškino 0,1–1,33 % kognityvinių gebėjimų skirtumų, o tai rodo, kad abi lytys laikui bėgant patiria panašų pažinimo nuosmukio tipą ir laipsnį. G4 ir G6 paaiškino didžiąją kiekvieno testo dispersiją.

Dvi mažiausiai išsilavinusios grupės pasirodė prasčiausiai, o išsilavinimo ir pažinimo gebėjimų diagrama buvo linijinė. Deprivacijos buvimas buvo neigiamai susijęs su pažinimo veikla beveik visuose testuose.

Apolipoproteino E (APOE) genotipas, apie kurį buvo prieinami beveik 10 000 dalyvių duomenys, nė viename iš testų nekoreliavo su fenotipu. Alzheimerio ligos poligeninės rizikos balo (AD-PRS) metodas neparodė reikšmingo poveikio pažinimo veiklai.

Genotipo ir fenotipo koreliacijos buvo stipresnės nei fenotipinės koreliacijos. Be to, fenotipo paveldimumas svyravo nuo 0,06 iki 0,28, o tai buvo panašu į ankstesnius tyrimus.

Funkcinis su G4 susijusių genų kartografavimas nustatė genus, dalyvaujančius mikroglijų sukeltuose imunologiniuose keliuose vyresnio amžiaus žmonių pažinimo sutrikimui. G6 atveju glikogeno šakotasis fermentas 1 (GBE1), dalyvaujantis glikogeno metabolizme, buvo susijęs su kognityviniais gebėjimais, o tai rodo vaidmenį bendrame pažinimo darbe.

Genomo masto asociacijos tyrimai (GWAS) nustatė keletą naujų lokusų, iš kurių vienas paaiškino 185 kartus didesnę G4 variaciją, palyginti su APOE. Taip pat buvo nustatyta stipri genetinė koreliacija tarp IQ ir G4 bei G6.

Skystaus ir kristalizuoto intelekto sritis gali būti geresnis būsimos švietimo sėkmės žymuo, nes G4 genetinė koreliacija su mokymosi pasiekimais buvo daugiau nei dviguba, palyginti su G6. Svarbu pažymėti, kad G4 ir G6 neparodė stiprios koreliacijos su Alzheimerio liga (AD), o tai rodo, kad normalus pažinimas ir AD turi skirtingus genetinius veiksnius.

Išvados Šiame tyrime buvo naudojamos kelios priemonės, skirtos atskirti genetinius normalaus pažinimo mechanizmus nuo neurodegeneracijos mechanizmų. Norint nustatyti molekulinius taikinius, siekiant užkirsti kelią su amžiumi susijusiam pažinimo nuosmukiui arba jį palengvinti, būtina atpažinti šiuos skirtingus būdus.

Visi tyrimo dalyviai buvo baltaodžiai, o tai riboja rezultatų apibendrinimą. Be to, dabartiniame tyrime nebuvo įvertintos visos pažinimo sritys.

Būsimi tyrimai reikalingi norint atlikti funkcinį su G4 susijusių genų kartografavimą. Tačiau tai itin sudėtinga užduotis, nes gyvūnų pažinimas neatspindi normalaus žmogaus pažinimo pokyčių su amžiumi.

Šiuo metu kartojame visų dalyvių pažintinį profiliavimą, kad nustatytume pažinimo trajektorijas laikui bėgant, plečiame jį įtraukdami įvairesnes etnines grupes ir atliekame seniai skaitytą genomo sekos nustatymą, kad praturtintume galimą iššūkį tiek akademikams, tiek pramonės tyrėjams.