Nova studija, objavljena u časopisu Izveštaji ćelija, izveštava o novom mehanizmu iza neregulisane neuronske aktivnosti, ključne patologije amiotrofične lateralne skleroze (ALS). Istraživači sa King’s College London otkrili su da molekularne, strukturne i funkcionalne promene u početnom segmentu aksona (AIS) pokreću abnormalnu ekscitabilnost neurona. Ovo je prva studija koja je precizirala ulogu AIS-a, specijalizovanog regiona motornih neurona, u patologiji ALS-a.
ALS, takođe poznat kao bolest motornih neurona, izaziva progresivnu degeneraciju neurona u mozgu i kičmenoj moždini. To je razorna bolest koja pogađa 1 od 300 ljudi u Ujedinjenom Kraljevstvu, pri čemu 1 od 3 osobe umre u roku od godinu dana od postavljanja dijagnoze. Ne postoji lek, a razvoj lečenja je težak jer je mehanizam bolesti još uvek slabo shvaćen i uključuje brojne genetske mutacije, kao i faktore životne sredine.
U ovoj studiji, istraživači su se fokusirali na dva najčešća genetska uzroka, mutacije u genima TDP-43 i C9ORF72. Ispitivali su kako ove mutacije utiču na početni segment aksona, region gde se iniciraju električni signali u neuronima. Kod ALS-a, smatra se da se električna signalizacija u motornim neuronima u početku povećava tokom ranih faza stanja, a zatim postepeno postaje oštećena kako ćelije propadaju i gube sposobnost da pravilno reaguju na stimuluse.
Koristeći motorne neurone generisane iz linija matičnih ćelija dobijenih od pacijenta, primetili su da se dužina AIS regiona povećava u ranoj fazi ALS. Ovo je praćeno smanjenom plastičnošću, gde AIS gubi sposobnost da reguliše svoj odgovor na stalne stimuluse, što dovodi do hiperekscitabilnih motornih neurona. Ovo na kraju dovodi do povećanja spontanih mišićnih kontrakcija koje podsećaju na nevoljne trzaje mišića (fascikulacije) koje se primećuju kod pacijenata sa ALS.
Štaviše, primetili su da motorni neuroni ALS u kasnoj fazi pokazuju skraćivanje AIS-a što dovodi do hipoekscitabilnosti. Ovo skraćivanje se takođe vidi u postmortalnim tkivima ALS. Istraživači su izjavili da ova razlika u dužini AIS-a u progresiji bolesti zahteva dalje proučavanje jer može predstavljati važan preokret u progresiji bolesti, sa važnim funkcionalnim posledicama.
Studija predlaže da su promene u neuronskoj aktivnosti uzrokovane promenama u morfologiji AIS-a, verovatno zbog promena u ekspresiji AIS skele proteina i AIS-specifičnih natrijumskih kanala.
„Naš nalaz pruža novi mehanizam koji stoji iza ključne patologije u ALS. Pokazali smo da aksonalni početni segment ima važno mesto disfunkcije u motornim neuronima uzrokovano različitim genetskim mutacijama. Ovo omogućava bolje razumevanje složenog mehanizma ove bolesti i novi terapeutski cilj za poboljšanje funkcije neurona“, kaže dr Ivo Liberam, zajednički dopisni autor studije.
„Ova studija nam je pokazala da je AIS ključno mesto u ranim fazama patologije ALS-a i da zahteva dalju istragu. Sada moramo da proširimo naše istraživanje na druge regione kičmene moždine i mozga i različite genetske mutacije. Biće važno ispitati da li ove strukturne i molekularne promene AIS-a na neki način destabilizuju neurone, čineći ih ranjivim na dalje patološke uvrede“, kaže koautor profesor Huan Burone.
