Novi pristup može spasiti moždane stanice u neurodegenerativnim bolestima
Neurodegenerativne bolesti, poput Alzheimerove i Huntingtonove, dijele mehanizam oštećenja moždanih stanica koji bi mogao ponuditi novu metu za liječenje, pokazuju nova istraživanja na ljudskim stanicama i miševima.
Nedavno Neuroznanost o prirodi Studija opisuje kako su istraživači otkrili mehanizam i kako dovodi do smrti neurona ili živčanih stanica.
"Identificirali smo potencijalni novi način smanjenja odumiranja živčanih stanica kod brojnih bolesti koje karakteriziraju takvi gubici", kaže viša autorica studije dr. Daria Mochly-Rosen, profesorica kemijske i sistemske biologije na Sveučilišnoj školi Stanford medicine, u Kaliforniji.
Mehanizam uključuje mikrogliju i astrocite, dvije vrste stanica koje obično pomažu u zaštiti neurona ili živčanih stanica.
Mikroglija i astrociti su glija stanice, vrsta stanica koju su znanstvenici nekoć smatrali "ljepilom živčanog sustava".
To, međutim, više nije slučaj, jer istraživači sve više otkrivaju da glija stanice igraju vitalnu ulogu u razvoju i radu mozga.
Među mnogim poslovima koje astrociti ispunjavaju je utvrđivanje broja i mjesta veza koje neuroni uspostavljaju jedni s drugima. Te glija stanice također oslobađaju razne kemikalije, poput čimbenika rasta i tvari neophodnih za metabolizam.
U međuvremenu, mikroglija pazi na znakove ozljede tkiva i uklanja sredstva koja bi ih mogla uzrokovati, uključujući patogene bolesti i fragmente ili ostatke neurona.
Glija stanice i neurodegenerativna bolest
Nakupljanje otrovnih bjelančevina unutar moždanih stanica sada je dobro obilježje neurodegenerativnih bolesti, poput Alzheimerove, Huntingtonove i amiotrofične lateralne skleroze (ALS).
Otrovno nakupljanje bjelančevina zaustavlja rad živčanih stanica i na kraju pokreće njihovu smrt.
U svom studijskom radu autori također opisuju još jedno, manje poznato, obilježje neurodegenerativnih bolesti. Ova je značajka aktivacija glija stanica "u stanje koje pokreće povećano lučenje proupalnih čimbenika".
Ova aktivacija glija stanica, zauzvrat, dovodi do niza procesa koji također oštećuju neurone. Znanstvenici ovu zbirku mehanizama nazivaju "neuroinflamatom".
Istraživači su pretpostavili da je okidač za neuroinflamaturu glija stanica bio prisutnost krhotina s neurona.
Na primjer, studije na životinjama pokazale su da, nakon ozljede mozga, mikroglija može aktivirati astrocite u stanje zvano A1 i nanijeti daljnju štetu i smrt neuronima.
Međutim, okidač za ovaj mehanizam bio je nejasan, kao ni postoje li spojevi koji mogu zaustaviti astrocite da uđu u hiperaktivno stanje A1. To su pitanja na koja je nova studija željela odgovoriti.
Mitohondrije i njihovo neočekivano ponašanje
Istražujući mikrogliju, istraživači su pokazali da se štetni, začarani krug upale može razviti i kada nema djelića neurona koji bi se uklonili. Pa su krenuli u potragu za okidačem. Pronašli su ga u znatiželjnom obliku mitohondrijskog ponašanja.
Mitohondriji su male snage unutar stanica koje proizvode energiju da stanice proizvode proteine i izvršavaju njihove različite funkcije. Tipična stanica može sadržavati tisuće mitohondrija.
Ono što je tim otkrio, na njihovo iznenađenje, jest da ove malene stanične komponente izgledaju sposobne slati signale smrti između stanica.
Mitohondriji se u kontinuiranom dinamičkom stanju mijenjaju veličinu, oblik i mjesto unutar stanica. Oni se fragmentiraju i ponovno sastavljaju u procesu stalne fisije i fuzije, a ravnoteža između ova dva procesa može odrediti koliko dobro funkcioniraju mitohondriji unutar stanica.
Previše fuzije uzrokuje da mitohondriji izgube spretnost; previše fisije, i oni postaju previše usitnjeni da bi mogli funkcionirati.
Čini se da toksični proteini iza neurodegenerativne bolesti mogu potaknuti hiperaktivnost Drp1, enzima koji je neophodan za održavanje fisije-fuzijske ravnoteže u mitohondrijima.
U ranijim studijama Mochly-Rosen i njezin tim otkrili su da liječenje peptidom ili malim proteinima P110 može smanjiti mitohondrijsku fisiju i posljedično oštećenje stanica koje inducira hiperaktivni Drp1.
Smanjena upala i smrt neurona
U novoj studiji istraživači su otkrili da je liječenje miševa tijekom nekoliko mjeseci P110 smanjilo aktivnost mikroglije i astrocita te upalu u mozgu životinja.
U daljnjim eksperimentima koji koriste uzgajane stanice, tim je otkrio da i mikroglija i astrociti mogu istjerati oštećene mitohondrije u svoju okolinu te da oni mogu oštetiti i ubiti neurone. Ovi su eksperimenti također pokazali da P110 to može blokirati.
Nedavna istraživanja pokazala su da zdrave stanice također mogu izbaciti mitohondrije i da to ne nanosi štetu. Međutim, upaljene mikroglije i astrociti protjerivali su oštećene mitohondrije koji su bili smrtonosni za obližnje neurone.
Tim je otkrio da je P110 uspio blokirati fragmentaciju mitohondrija unutar mikroglije i astrocita dovoljno da značajno smanji smrt neurona.
Istraživači sada nastavljaju svoje istrage kako bi otkrili kako točno oštećeni mitohondriji izbačeni iz glija stanica pokreću smrt neurona.
