Struktura i funkcije vrha migrirajućih neurona ostaju neuhvatljivi. Istraživačka grupa je otkrila da konus rasta koji izražava PTPI oseća ekstracelularni matriks i pokreće migraciju neurona u povređenom mozgu, što dovodi do funkcionalnog oporavka.
Potpuni nalazi studije objavljeni su u radu pod naslovom „Identifikacija konusa rasta kao sonde i pokretača migracije neurona u povređenom mozgu“, u Nature Communications.
Neuralne matične ćelije su prisutne u postnatalnom mozgu sisara i proizvode nove neurone. Novi neuroni migriraju ka povređenim mestima, a promovisanje migracije neurona rezultira funkcionalnim oporavkom nakon povrede mozga. Ipak, postoji inhibitorni efekat na migraciju neurona na povređenim mestima, čije mehanizme treba razjasniti kako bi se poboljšalo regrutovanje novih neurona u povređenim mestima i time poboljšao oporavak nakon povrede mozga.
Migrirajući neuroni poseduju strukturu nalik na konus rasta aksona na svom vrhu, ali uloga ove strukture u migraciji neurona nije u potpunosti shvaćena.
Grupa, koju su predvodili Kazunobu Savamoto, profesor na Gradskom univerzitetu Nagoja i Nacionalnom institutu za fiziološke nauke, i Chikako Nakajima i Masato Savada, fokusirala se na razjašnjavanje funkcije strukture migrirajućih neurona mozga miša nalik na konus rasta. Istraživači su koristili mikroskopiju super rezolucije da bi proučavali dinamiku citoskeleta i molekularne karakteristike vrha neurona.
Oni su pokazali da struktura vrha deli važne funkcije sa aksonalnim konusima rasta. Ukratko, konus rasta kultivisanih migrirajućih neurona reaguje na spoljašnje signale preko receptora tirozin fosfataze tipa sigma (PTPI) da bi vodio smer migracije i pokrenuo kretanje tela njihove ćelije.
Konus rasta reaguje na hondroitin sulfat (CS) preko PTPI i kolabira, što dovodi do inhibicije migracije neurona. U prisustvu CS, češeri rasta se mogu vratiti u svoju proširenu morfologiju kada stupe u interakciju sa heparan sulfatom (HS), čime se ponovo omogućava migracija neurona.
„Da bi se istražilo da li efekat HS u preokretu inhibitornog efekta CS može da podstakne migraciju neurona u povređenom mozgu, bilo je neophodno primeniti biomaterijal koji sadrži HS na povređeni mozak bogat CS“, rekao je Savamoto.
Zatim su koristili netkanu tkaninu od želatinskih vlakana koja sadrži HS, biomaterijal koji obezbeđuje strukturne skele za ćelije kao što su migrirajući neuroni. Oni su pokazali da primenjena vlakna koja sadrže HS podstiču proširenje čunjeva rasta i migraciju neurona u povređenom mozgu.
Štaviše, implantacija želatinske tkanine obogaćene HS podstakla je regeneraciju zrelih neurona i obnovljene neurološke funkcije.
Ovi rezultati sugerišu da razjašnjavanje molekularnih mehanizama interakcije posredovane konusom rasta sa lokalnim vanćelijskim okruženjem može omogućiti razvoj novih tehnologija regeneracije zasnovanih na promociji migracije neurona.
Nedavne studije drugih grupa pokazale su da starenje menja fizička svojstva ekstracelularnog matriksa mozga, uključujući CSPG.
„S obzirom na to da konus rasta migrirajućih neurona služi kao prajmer za migraciju neurona u inhibicijskim ekstracelularnim uslovima, neophodno je dalje istražiti da li je tretman posredovan konusom rasta za regrutovanje novih neurona od endogenog izvora do oštećenih mesta takođe primenljiv na ostareli mozgovi“, rekao je Nakajima.
