Naučnici su godinama znali da rešetka krvnih sudova hrani ćelije u mrežnjači koje nam omogućavaju da vidimo – ali je bila misterija kako je stvorena zamršena struktura.
Sada su istraživači sa UC San Francisco pronašli novi tip neurona koji vodi njegovo formiranje.
Otkriće, opisano u Cell, moglo bi jednog dana dovesti do novih terapija za bolesti koje su povezane sa oštećenim protokom krvi u očima i mozgu.
„Ovo je prvi put da je neko video neurone mrežnjače koji koriste direktan kontakt sa krvnim sudovima kao način da ih usmere da formiraju ove precizne 3D rešetke“, rekao je dr Ksin Duan, vanredni profesor oftalmologije i viši autor knjige studija. „Ovo nas približava mogućnosti da ih popravimo kada su oštećeni ili da ih preusmerimo kada uopšte nisu napravljeni kako treba.
Istraživači su radili sa novorođenim miševima, čijim očima još treba nekoliko nedelja da se u potpunosti razviju. Kenichi Toma, dr., označio je neurone mrežnjače najbliže krvnim sudovima proteinom koji svetli zeleno pod ultraljubičastim svetlom kako bi mogao da posmatra rešetku kako se formira.
Tim je zatim identifikovao podskup neurona, nazvan perivaskularni neuroni, koji kontaktiraju i zatim okružuju rastuće krvne sudove, usmeravajući ih da formiraju rešetku. Ovi perivaskularni neuroni proizvode protein nazvan PIEZO2 koji im omogućava da osete kada dodiruju drugu ćeliju.
Perivaskularni neuroni kod miševa koji nisu bili u stanju da proizvedu PIEZO2 nisu mogli da održe kontakt sa krvnim sudovima i rasli su na zamršen, neorganizovan način koji je poremetio protok krvi.
Izgladnjeli za kiseonikom, okolne nervne ćelije su se degradirale, a mutantni miševi su bili podložniji povredama sličnim moždanom udaru.
Duan je otkrio da ovi neuroni vode formiranje slične mreže krvnih sudova u malom mozgu, delu mozga koji je uključen u koordinaciju, jezik i čulnu percepciju.
„Činjenica da vidimo da se isti obrazac ponavlja u mozgu znači da oštećenje ove rešetke može imati ulogu u višestrukim neurodegenerativnim bolestima“, rekao je Toma.
Tim je sarađivao sa razvojnim biologom Arnoldom Krigštajnom, MD, Ph.D., kako bi potvrdio da perivaskularni neuroni retine postoje i kod ljudi.
Većina dosadašnjih istraživanja o povezanosti vaskularnog i nervnog sistema ograničena je tehnologijom koja naučnicima omogućava samo snimanje dvodimenzionalnih slika.
Ali Duan i Toma su imali koristi od nove tehnike, koristeći multifotonsku mikroskopiju, koju je Tison Kim, MD, Ph.D., docent oftalmologije, razvio da napravi 3D slike mrežnjače krvi bez ometanja oka.
Kim je pomogla Tomi da napravi revolving filmove koji su uhvatili rešetku iz svakog ugla i pokazali kako se pokvarila u odsustvu PIEZO2.
„Već neko vreme smo želeli da sarađujemo i ovo je bila savršena prilika“, rekla je Kim. „Bilo je to zaista spoj onoga što nas svako od nas zanima.“
Otkrića bi mogla da inspirišu nove načine lečenja neurodegenerativnih bolesti tako što će osigurati da neuroni, koji zahtevaju mnogo energije, održavaju zdravo snabdevanje krvlju.
„Postoji mnogo ljudi koji pokušavaju da razumeju načine na koje možemo da uzgajamo neurone“, rekao je Duan. „Ali, kako za ime sveta da razvijemo zamršene mreže krvnih sudova potrebne da ih podržimo? To je pitanje na koje pokušavamo da odgovorimo.“
