Naujas požiūris gali išgelbėti smegenų ląsteles sergant neurodegeneracinėmis ligomis
Remiantis naujais žmogaus ląstelių ir pelių tyrimais, neurodegeneracinės ligos, tokios kaip Alzheimerio ir Huntingtono ligos, turi bendrą smegenų ląstelių pažeidimo mechanizmą, kuris galėtų pasiūlyti naują gydymo tikslą.
Neseniai Gamtos neuromokslas Tyrime aprašoma, kaip mokslininkai atskleidė mechanizmą ir kaip tai lemia neuronų ar nervinių ląstelių mirtį.
"Mes nustatėme galimą naują būdą sumažinti nervų ląstelių mirtį daugelyje ligų, kurioms būdingi tokie nuostoliai", - sako vyresnioji tyrimo autorė Daria Mochly-Rosen, daktarė, chemijos ir sistemų biologijos profesorė Stanfordo universiteto mokykloje. medicinos, Kalifornijoje.
Mechanizmas apima mikroglia ir astrocitus, dviejų tipų ląsteles, kurios paprastai padeda apsaugoti neuronus arba nervines ląsteles.
Mikroglia ir astrocitai yra gliinės ląstelės - ląstelių rūšis, kurią mokslininkai kadaise laikė „nervų sistemos klijais“.
Tačiau to nebėra, nes tyrėjai vis dažniau atranda, kad gliinės ląstelės vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį vystant ir dirbant smegenis.
Tarp daugelio darbų, kuriuos atlieka astrocitai, yra nustatyti neuronų tarpusavio ryšių skaičių ir vietas. Šios glijos ląstelės taip pat išskiria įvairias chemines medžiagas, tokias kaip augimo faktoriai ir medžiagų apykaitai būtinos medžiagos.
Tuo tarpu mikroglia stebi audinių pažeidimo požymius ir pašalina veiksnius, kurie gali jį sukelti, įskaitant ligų sukėlėjus ir neuronų fragmentus ar šiukšles.
Glijos ląstelės ir neurodegeneracinė liga
Toksiškų baltymų kaupimasis smegenų ląstelėse dabar yra gerai žinomas neurodegeneracinių ligų, tokių kaip Alzheimerio, Huntingtono ir amiotrofinės šoninės sklerozės (ALS), požymis.
Toksinio baltymo kaupimasis sustabdo nervų ląstelių tinkamą darbą ir galiausiai sukelia jų mirtį.
Savo tyrimo straipsnyje autoriai taip pat apibūdina dar vieną, mažiau žinomą, neurodegeneracinių ligų bruožą. Ši savybė yra glijos ląstelių aktyvavimas „į būseną, sukeliančią padidėjusį priešuždegiminių veiksnių sekreciją“.
Šis glijos ląstelių suaktyvinimas savo ruožtu sukelia daugybę procesų, kurie taip pat pažeidžia neuronus. Mokslininkai šią mechanizmų kolekciją vadina „neuroinflammation“.
Tyrėjai manė, kad gliulinių ląstelių neuroinflammentas buvo neuronų šiukšlių buvimas.
Pavyzdžiui, tyrimai su gyvūnais parodė, kad po smegenų pažeidimo mikroglija gali suaktyvinti astrocitus į būseną, vadinamą A1, ir dar labiau pakenkti neuronams ir juos žūti.
Tačiau šio mechanizmo sukėlėjas buvo neaiškus, kaip ir ar yra junginių, kurie gali sustabdyti astrocitų patekimą į hiperaktyvią A1 būseną. Tai klausimai, kuriuos siekta išspręsti naujame tyrime.
Mitochondrijos ir netikėtas jų elgesys
Nagrinėdami mikrogliją, mokslininkai parodė, kad žalingas, užburtas uždegimo ratas taip pat gali išsivystyti, kai nėra neurono dalelių, kurios galėtų išsivalyti. Taigi, jie ėjo ieškoti trigerio. Jie nustatė, kad tai yra įdomi mitochondrijų elgesio forma.
Mitochondrijos yra mažos jėgainės ląstelių viduje, kurios gamina energiją ląstelėms gaminti baltymus ir vykdyti įvairias jų funkcijas. Tipiškoje ląstelėje gali būti tūkstančiai mitochondrijų.
Komanda nustebino tai, kad šie maži ląstelių komponentai gali siųsti mirties signalus tarp ląstelių.
Mitochondrijos yra nuolatinėje dinaminėje būsenoje, keičiant dydį, formą ir vietą ląstelėse. Jie suskaidomi ir vėl sujungiami nuolatinio dalijimosi ir susiliejimo procese, o pusiausvyra tarp šių dviejų procesų gali nulemti, kaip gerai mitochondrijos veikia ląstelių viduje.
Dėl per didelio susiliejimo mitochondrijos praranda vikrumą; per daug dalijimosi, ir jie tampa per daug suskaidyti, kad galėtų funkcionuoti.
Panašu, kad toksiški baltymai, lemiantys neurodegeneracinę ligą, gali paskatinti hiperaktyvumą Drp1 - fermente, kuris yra būtinas palaikant dalijimosi-sintezės pusiausvyrą mitochondrijose.
Ankstesniuose tyrimuose Mochly-Rosen ir jos komanda nustatė, kad gydymas peptidu arba mažu baltymu P110 gali sumažinti mitochondrijų dalijimąsi ir dėl to atsirandantį ląstelių pažeidimą, kurį sukelia hiperaktyvus Drp1.
Sumažino uždegimą ir neuronų mirtį
Naujame tyrime mokslininkai nustatė, kad keletą mėnesių gydant peles P110 sumažėjo mikroglia ir astrocitų aktyvumas bei uždegimas gyvūnų smegenyse.
Tolesni eksperimentai, naudojant kultivuotas ląsteles, nustatė, kad tiek mikroglia, tiek astrocitai gali išstumti pažeistas mitochondrijas į savo aplinką ir kad jie gali pakenkti ir užmušti neuronus. Šie eksperimentai taip pat parodė, kad P110 gali tai užblokuoti.
Naujausi tyrimai parodė, kad sveikos ląstelės taip pat gali išstumti mitochondrijas ir tai nekenkia. Tačiau uždegę mikroglia ir astrocitai išstūmė pažeistus mitochondrijas, kurie buvo mirtini netoliese esantiems neuronams.
Komanda nustatė, kad P110 sugebėjo pakankamai užblokuoti mitochondrijų fragmentaciją mikroglijose ir astrocituose, kad žymiai sumažintų neuronų mirtį.
Tyrėjai dabar tęsia tyrimus, norėdami išsiaiškinti, kaip iš glijos ląstelių išstumtos pažeistos mitochondrijos sukelia neuronų mirtį.
