Nov pristop lahko reši možganske celice pri nevrodegenerativnih boleznih
Nevrodegenerativne bolezni, kot sta Alzheimerjeva in Huntingtonova, delijo mehanizem poškodbe možganskih celic, ki bi lahko bil nov cilj za zdravljenje, v skladu z novimi raziskavami na človeških celicah in miših.
Nedavna Naravna nevroznanost Študija opisuje, kako so raziskovalci odkrili mehanizem in kako vodi do smrti nevronov ali živčnih celic.
"Ugotovili smo potencialno nov način za zmanjšanje odmiranja živčnih celic pri številnih boleznih, za katere so značilne takšne izgube," pravi dr. Daria Mochly-Rosen, profesorica kemijske in sistemske biologije na univerzi Stanford medicine v Kaliforniji.
Mehanizem vključuje mikroglijo in astrocite, dve vrsti celic, ki običajno pomagata zaščititi nevrone ali živčne celice.
Microglia in astrociti so glijske celice, vrsta celic, ki so jih znanstveniki nekoč obravnavali kot "lepilo živčnega sistema".
Vendar to ne drži več, saj raziskovalci vedno bolj odkrivajo, da imajo glijske celice ključno vlogo pri razvoju in delovanju možganov.
Med številnimi opravili, ki jih astrociti izpolnjujejo, je določanje števila in lokacij povezav, ki jih nevroni vzpostavljajo med seboj. Te glijske celice sproščajo tudi različne kemikalije, kot so rastni faktorji in snovi, pomembne za presnovo.
Medtem pa mikroglija pazi na znake poškodbe tkiva in odstranjuje povzročitelje, ki bi jih lahko povzročili, vključno z patogeni bolezni in drobci ali ostanki nevronov.
Glijske celice in nevrodegenerativne bolezni
Nabiranje strupenih beljakovin v možganskih celicah je zdaj dobro znano znamenje nevrodegenerativnih bolezni, kot so Alzheimerjeva, Huntingtonova in amiotrofična lateralna skleroza (ALS).
Nabiranje strupenih beljakovin preprečuje pravilno delovanje živčnih celic in sčasoma sproži njihovo smrt.
V svojem študijskem prispevku avtorji opisujejo tudi drugo, manj znano značilnost nevrodegenerativnih bolezni. Ta značilnost je aktivacija glijskih celic "v stanje, ki sproži povečano izločanje provnetnih dejavnikov."
Ta aktivacija glijskih celic pa vodi v vrsto procesov, ki poškodujejo tudi nevrone. Znanstveniki to zbirko mehanizmov imenujejo "nevroinflamacija".
Raziskovalci so domnevali, da je sprožilec glialnih celic nevroinflamma prisotnost ostankov nevronov.
Študije na živalih so na primer pokazale, da lahko mikroglija po poškodbi možganov aktivira astrocite v stanje, imenovano A1, in povzroči nadaljnjo škodo in smrt nevronov.
Vendar sprožilec tega mehanizma ni bil jasen, pa tudi, ali obstajajo spojine, ki lahko astrocitom preprečijo vstop v hiperaktivno stanje A1. To so vprašanja, ki jih je nova študija želela obravnavati.
Mitohondrije in njihovo nepričakovano vedenje
Pri preučevanju mikroglije so raziskovalci pokazali, da se lahko škodljiv, začaran krog vnetja razvije tudi, ko ni nobenega koščka nevrona, ki bi ga odstranili. Torej, odšli so iskati sprožilec. Ugotovili so ga v radovedni obliki mitohondrijskega vedenja.
Mitohondriji so majhne elektrarne v celicah, ki celicam proizvajajo energijo za tvorjenje beljakovin in izvajanje njihovih različnih funkcij. Tipična celica lahko vsebuje tisoče mitohondrijev.
Skupina je na svoje presenečenje odkrila, da so te drobne celične komponente sposobne pošiljati smrtne signale med celicami.
Mitohondriji se v nenehnem dinamičnem stanju spreminjajo velikost, obliko in lokacijo znotraj celic. V procesu stalne cepitve in fuzije se drobijo in ponovno sestavljajo, ravnovesje med tema dvema procesoma pa lahko določi, kako dobro delujejo mitohondriji znotraj celic.
Preveč fuzije povzroči, da mitohondriji izgubijo gibčnost; preveč cepitve in postanejo preveč razdrobljeni, da bi lahko delovali.
Zdi se, da lahko strupeni proteini, ki stojijo za nevrodegenerativno boleznijo, spodbudijo hiperaktivnost Drp1, encima, ki je potreben za vzdrževanje fisiono-fuzijskega ravnovesja v mitohondrijih.
V prejšnjih študijah sta Mochly-Rosen in njena ekipa ugotovili, da lahko zdravljenje s peptidom ali majhnimi beljakovinami P110 zmanjša mitohondrijsko cepitev in posledično poškodbo celic, ki jo povzroči hiperaktivni Drp1.
Zmanjšano vnetje in smrt nevronov
V novi študiji so raziskovalci ugotovili, da je večmesečno zdravljenje miši s P110 zmanjšalo aktivnost mikroglije in astrocitov ter vnetje v možganih živali.
V nadaljnjih poskusih z uporabo gojenih celic je ekipa ugotovila, da lahko mikroglija in astrociti izženejo poškodovane mitohondrije v svojo okolico in da ti lahko poškodujejo in ubijejo nevrone. Ti poskusi so tudi pokazali, da lahko P110 to blokira.
Nedavne študije so pokazale, da lahko zdrave celice izženejo tudi mitohondrije in da to ne povzroča škode. Vendar so vnete mikroglije in astrociti pregnali poškodovane mitohondrije, ki so bili smrtonosni za bližnje nevrone.
Skupina je ugotovila, da je P110 uspel blokirati razdrobljenost mitohondrijev znotraj mikroglije in astrocitov, da je znatno zmanjšal smrt nevronov.
Zdaj raziskovalci nadaljujejo s preiskavami, da bi natančno ugotovili, kako poškodovani mitohondriji, iztisnjeni iz glialnih celic, sprožijo smrt nevronov.
