Genai ir amžius atskleidžia naujus kognityvinių skirtumų įrodymus

Neseniai žurnale „Nature Medicine“ paskelbtame tyrime nagrinėjamas specifinių genų ir amžiaus poveikis kognityviniams gebėjimams. Tyrėjai aptaria savo išvadų galimą naudą kuriant kognityviniu ir genotipiniu požiūriu stratifikuotas kohortas būsimiems epidemiologiniams ir intervenciniams tyrimams.

Dabartiniai skaičiavimai rodo, kad iki 2050 m. demencija gali susirgti iki 140 milijonų žmonių, nepaisant naujų gydymo būdų kūrimo.

Daugelis naujų vaistų, patvirtintų neurodegeneracinėms ligoms gydyti, iš pradžių yra išbandomi su žmonėmis, sergančiais pažengusia ir negrįžtama ligos stadija, todėl šių gydymo būdų veiksmingumas dažnai būna ribotas. Todėl gerinant dabartinį ikiklinikinių ir ankstyvųjų neurodegeneracijos stadijų supratimą galima padėti 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, siekiant išsiaiškinti demencijos vystymąsi ir galbūt vaistų poveikį jai.

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

Visiems tyrimo dalyviams buvo prieinami ir genotipai, ir fenotipai, dauguma jų pradinio tyrimo metu buvo sveiki. Šiuo tikslu tiksliniam apklausimui buvo atrinkta genų ir pažinimo (G&C) kohorta, kurią sudaro daugiau nei 21 000 NIHR BioResource dalyvių.

Šiame tyrime buvo nagrinėjami kognityvinės veiklos (fenotipo) pokyčiai priklausomai nuo amžiaus, susijusių genotipų, demografinės ir socialinės bei ekonominės informacijos. Tyrime buvo įtraukti vienuolika kognityvinių testų įvairiose srityse, taip pat du nauji kognityvinių gebėjimų matavimai, žymimi G6 ir G4.

G4 yra apibendrinamasis matas, apimantis trumpalaikę atmintį, sklandųjį ir kristalizuotą intelektą, o G6 – matas, apibendrinantis reakcijos laiką, dėmesį, informacijos apdorojimo greitį ir vykdomąsias funkcijas. Abiejų matų genetinis fonas buvo panaudotas siekiant nustatyti naujus genetinius lokusus, darančius įtaką kognityvinei būklei visą gyvenimą.

Tyrimo rezultatai parodė, kad visi 13 parametrų buvo teigiamai koreliuojami tarpusavyje, išskyrus žodyną (VY), kuris parodė tiek teigiamą, tiek neigiamą koreliaciją.

Tyrimo rezultatai buvo pakoreguoti pagal naudojamo prietaiso tipą, kuris kitaip būtų turėjęs įtakos testo rezultatams. Tačiau būsimuose tyrimuose taip pat reikėtų atsižvelgti į tai, kad prietaiso tipas skiriasi priklausomai nuo amžiaus, socialinės ir ekonominės padėties bei išsilavinimo, o tai prisideda prie skirtingų fenotipų.

Kognityvinė veikla visuose testuose mažėjo su amžiumi, išskyrus VY, kuris didėjo su amžiumi. Šis atradimas prieštarauja ankstesniems tyrimams, kuriuose buvo pranešta apie VY sumažėjimą vyresniems nei 60 metų žmonėms.

Lytis paaiškino 0,1–1,33 % kognityvinių funkcijų variacijos, o tai rodo, kad abiejų lyčių atstovai laikui bėgant patiria panašaus tipo ir laipsnio kognityvinį nuosmukį. Lytis 4 ir 6 paaiškino didžiąją dalį kiekvieno testo variacijos.

Dvi grupės su mažiausiai išsilavinimu pasirodė prasčiausiai, o išsilavinimo ir kognityvinių gebėjimų santykis buvo tiesinis. Beveik visuose testuose nepritekliaus buvimas neigiamai koreliavo su kognityviniais gebėjimais.

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

Genotipo ir fenotipo koreliacijos buvo stipresnės nei fenotipo koreliacijos. Be to, fenotipo paveldimumas svyravo nuo 0,06 iki 0,28, o tai buvo panašu į ankstesnių tyrimų rezultatus.

Funkcinis su G4 susijusių genų žemėlapis nustatė genus, susijusius su mikroglijos tarpininkaujamais imunologiniais keliais, kurie lemia vyresnio amžiaus suaugusiųjų kognityvinius sutrikimus. G6 atveju glikogeno šakojimosi fermentas 1 (GBE1), kuris dalyvauja glikogeno metabolizme, buvo susijęs su kognityvine veikla, o tai rodo jo vaidmenį bendruose kognityviniuose gebėjimuose.

Viso genomo asociacijos tyrimai (GWAS) nustatė kelis naujus lokusus, iš kurių vienas paaiškino 185 kartus didesnę G4 variaciją, palyginti su APOE. Taip pat nustatyta stipri genetinė koreliacija tarp IQ ir G4 bei G6.

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

Išvados Šiame tyrime buvo panaudota daug įrankių, siekiant atskirti genetinius normalaus pažinimo mechanizmus nuo neurodegeneracijos mechanizmų. Šių skirtingų mechanizmų atpažinimas yra būtinas norint nustatyti molekulinius taikinius, skirtus su amžiumi susijusiam kognityviniam nuosmukiui išvengti arba jį palengvinti.

Visi tyrimo dalyviai buvo baltaodžiai europiečiai, todėl rezultatus sunku apibendrinti. Be to, šiame tyrime nebuvo įvertintos visos kognityvinės sritys.

Reikalingi tolesni tyrimai, siekiant atlikti su G4 susijusių genų funkcinį žemėlapių sudarymą. Tačiau tai itin sudėtinga užduotis, nes gyvūnų pažinimas neatspindi įprasto žmogaus pažinimo pokyčių su amžiumi.

Šiuo metu kartojame visų dalyvių kognityvinį profiliavimą, siekdami nustatyti kognityvines trajektorijas laikui bėgant, plečiame jį, įtraukdami įvairesnes etnines grupes, ir atliekame ilgalaikį genomo sekvenavimą, kad padidintume potencialų iššūkį tiek akademiniams, tiek pramonės tyrėjams.