Új megközelítés mentheti meg az agysejteket a neurodegeneratív betegségek esetén
Az emberi sejteken és egereken végzett új kutatások szerint a neurodegeneratív betegségek, például az Alzheimer- és a Huntington-kór megosztják az agysejtek károsodásának mechanizmusát, amely új célpontot kínálhat a kezelésre.
Egy újabb Természet idegtudomány A tanulmány leírja, hogy a kutatók hogyan fedezték fel a mechanizmust, és hogyan vezet az idegsejtek vagy idegsejtek halálához.
"Megismertük az idegsejtek pusztulásának csökkentésének lehetséges új módját számos olyan betegségben, amelyet ilyen veszteség jellemez" - mondja Daria Mochly-Rosen, Ph.D. vezető kutató, a Stanford University School kémiai és rendszerbiológiai professzora orvostudomány, Kaliforniában.
A mechanizmus mikroglia és asztrocitákat foglal magában, kétféle sejttípus, amely általában segít megvédeni az idegsejteket vagy az idegsejteket.
A mikroglia és az asztrociták gliasejtek, egyfajta sejtek, amelyeket a tudósok egykor az „idegrendszer ragasztójának” tekintettek.
Ez azonban már nem így van, mivel a kutatók egyre inkább felfedezik, hogy a gliasejtek létfontosságú szerepet játszanak az agy fejlődésében és működésében.
Az asztrociták által végzett számos feladat között meg kell határozni az idegsejtek egymással való kapcsolatainak számát és helyét. Ezek a gliasejtek különféle vegyi anyagokat is felszabadítanak, például növekedési faktorokat és az anyagcseréhez elengedhetetlen anyagokat.
Eközben a mikroglia figyeli a szöveti sérülés jeleit, és eltávolítja az esetlegesen kórokozókat, beleértve a kórokozókat és az idegsejtekből származó törmelékeket.
Gliasejtek és neurodegeneratív betegség
Az agysejtekben található toxikus fehérjék felhalmozódása ma már jól ismert jellemzője a neurodegeneratív betegségeknek, mint például az Alzheimer-kór, a Huntington-kór és az amiotróf laterális szklerózis (ALS).
A toxikus fehérje felhalmozódása megakadályozza az idegsejtek megfelelő működését, és végül kiváltja a halálukat.
Tanulmányukban a szerzők a neurodegeneratív betegségek másik, kevésbé ismert jellemzőjét is leírják. Ez a funkció a gliasejtek aktiválását „olyan állapotba hozza, amely kiváltja a gyulladásos tényezők fokozott szekrécióját”.
A gliasejtek ezen aktiválása viszont olyan folyamatok sorához vezet, amelyek az idegsejteket is károsítják. A tudósok ezt a mechanizmusgyűjteményt „ideggyulladásnak” nevezik.
A kutatók feltételezték, hogy a gliasejtek által okozott neuroinflammáció kiváltó oka az idegsejtekből származó törmelék volt.
Állatkísérletek például kimutatták, hogy az agysérülést követően a mikroglia aktiválja az asztrocitákat az A1 nevű állapotba, és további károsodásokat és halált okozhat az idegsejtekben.
Ennek a mechanizmusnak a kiváltója azonban nem volt világos, valamint az sem, hogy vannak-e olyan vegyületek, amelyek megakadályozhatják az asztrociták bejutását a hiperaktív A1 állapotba. Ezeket a kérdéseket kívánta megválaszolni az új tanulmány.
Mitokondriumok és váratlan viselkedésük
A mikroglia vizsgálata során a kutatók kimutatták, hogy a gyulladás káros, ördögi körforgása akkor is kialakulhat, ha nincsenek idegsejtek eltávolítására. Szóval, elindultak keresni. A mitokondriális viselkedés furcsa formájában találták meg.
A mitokondrium apró erőművek a sejtekben, amelyek energiát termelnek a sejtek számára fehérjék előállításához és különböző funkcióik ellátásához. Egy tipikus sejt több ezer mitokondriumot tartalmazhat.
Amit a csapat meglepetésükre felfedezett, az az volt, hogy ezek az apró sejtkomponensek képesek haláljeleket küldeni a sejtek között.
A mitokondriumok folyamatosan dinamikus állapotban vannak, változó méret, forma és elhelyezkedés a sejteken belül. Az állandó hasadási és fúziós folyamat során feldarabolódnak és újra összeállnak, és a két folyamat közötti egyensúly meghatározhatja, hogy a mitokondriumok mennyire működnek a sejteken belül.
A túl sok fúzió miatt a mitokondrium elveszíti fürge képességét; túl sok hasadás, és működésükhöz túlságosan töredezetté válnak.
Úgy tűnik, hogy a neurodegeneratív betegség hátterében lévő toxikus fehérjék ösztönözhetik a hiperaktivitást a Drp1 enzimben, amely enzim szükséges a hasadási-fúziós egyensúly fenntartásához a mitokondriumokban.
Korábbi tanulmányaiban Mochly-Rosen és csapata azt találta, hogy a peptiddel vagy kis fehérjével, a P110-gyel végzett kezelés csökkentheti a mitokondriális hasadást és a hiperaktív Drp1 által kiváltott következményes sejtkárosodást.
Csökkentette a gyulladást és az idegsejtek halálát
Az új tanulmányban a kutatók azt találták, hogy az egerek több hónapos kezelése P110-gyel csökkentette az állatok agyában a mikroglia és az asztrocita aktivitást, valamint a gyulladást.
A tenyésztett sejtek felhasználásával végzett további kísérletek során a csapat megállapította, hogy a mikroglia és az asztrociták is ki tudják űzni a károsodott mitokondriumokat a környezetükbe, és ezek károsíthatják és elpusztíthatják az idegsejteket. Ezek a kísérletek azt is megmutatták, hogy a P110 képes ezt blokkolni.
A legújabb tanulmányok kimutatták, hogy az egészséges sejtek is ki tudják űzni a mitokondriumokat, és ez nem okoz kárt. A gyulladt mikroglia és az asztrociták azonban kiűzték a sérült mitokondriumokat, amelyek halálosak voltak a közeli idegsejtek számára.
A csoport megállapította, hogy a P110 képes volt blokkolni a mitokondriumok fragmentációját a mikroglia és az asztrociták belsejében ahhoz, hogy jelentősen csökkentse az idegsejtek halálát.
A kutatók most folytatják vizsgálataikat, hogy kiderítsék, pontosan miként váltják ki a gliasejtekből kiszorított sérült mitokondriumok az idegsejtek halálát.
