Novo istraživanje sa Univerziteta za zdravlje i nauku Oregon po prvi put otkriva funkciju malo shvaćenog spoja između ćelija u mozgu koji bi mogao imati važne implikacije na lečenje stanja u rasponu od multiple skleroze do Alchajmerove bolesti, do vrste raka mozga poznatog kao glioma.
Studija je objavljena u časopisu Nature Neuroscience.
Neuronaučnici su se fokusirali na spoj, ili sinapsu, povezujući neurone sa ne-neuronskom ćelijom, poznatom kao prekursorske ćelije oligodendrocita ili OPC. OPC se mogu razlikovati u oligodendrocite, koji proizvode omotač oko nerava poznat kao mijelin. Mijelin je zaštitna ovojnica koja pokriva akson svake nervne ćelije — niti deo ćelije koji prenosi električne signale između ćelija.
Studija je otkrila da ove sinapse igraju ključnu ulogu u proizvodnji tog mijelina.
„Ovo je prvo istraživanje ovih sinapsi u živom tkivu“, rekla je viši autor dr Keli Monk, profesor i kodirektor Vollum instituta pri OHSU. „Ovo daje razumevanje osnovnih, fundamentalnih svojstava kako ove ćelije rade u normalnom razvoju. U budućnosti bismo mogli da pogledamo kako funkcionišu drugačije u kontekstu pacijenata sa MS.“
Činjenica da ove sinapse uopšte postoje bila je predmet značajnog otkrića istraživača OHSU u Vollumu koje je objavljeno u časopisu Nature u maju 2000. Do tog trenutka se znalo da sinapse u mozgu nose samo neurotransmitere između neurona, pa je otkriće sinapse između neurona i OPC došlo kao otkrovenje.
„Posle dve decenije, još uvek nismo znali šta ove sinapse rade“, rekao je Monk.
Naučnici su se pozabavili problemom koristeći jednoćelijsko snimanje živog tkiva zebrice, čija providna tela omogućavaju istraživačima da vide unutrašnje funkcionisanje njihovog centralnog nervnog sistema u realnom vremenu. Koristeći moćne nove alate u imidžingu, farmakologiji i uređivanju gena, istraživači su mogli da koriste neuronske-OPC sinapse da predvide vreme i lokaciju formiranja mijelina.
Nalazi su verovatno vrh ledenog brega u smislu razumevanja važnosti ovih sinapsi, rekao je glavni autor dr Jiaking Li, postdoktorski saradnik u Monkovoj laboratoriji.
Prekursorske ćelije oligodendrocita čine oko 5% svih ćelija u mozgu – što znači da sinapse koje formiraju sa neuronima mogu biti relevantne za mnoga oboljenja, uključujući formiranje kanceroznih tumora.
Li je primetio da su prethodne studije sugerisale ulogu OPC-a u nizu neurodegenerativnih stanja, uključujući demijelinizacijske poremećaje kao što je MS, neurodegenerativne bolesti kao što je Alchajmerova bolest, pa čak i psihijatrijske poremećaje poput šizofrenije.
Demonstrirajući osnovnu funkciju sinapse između neurona i OPC-a, Li je rekao da studija može dovesti do novih metoda regulacije OPC funkcije kako bi se promenila progresija bolesti. Na primer, ove sinapse mogu biti ključ za promovisanje remijelinacije u uslovima kao što je MS, gde je mijelin degradiran. Kod MS, ova degradacija može usporiti ili blokirati električne signale potrebne ljudima da vide, pokreću svoje mišiće, osećaju senzacije i razmišljaju.
„Možda postoji način da se interveniše tako da možete povećati mijelinski omotač“, rekao je on.
Monk je rekao da bi ovo otkriće moglo biti najrelevantnije za rak.
„Kod glioma, ove sinapse su otete da bi pokrenule progresiju tumora“, rekla je ona. „Možda je moguće modulirati sinaptički ulaz koji je uključen u formiranje tumora, uz istovremeno omogućavanje normalne sinaptičke signalizacije.“
Iako ove prekursorske ćelije čine otprilike 5% svih ćelija ljudskog mozga, samo mali deo nastavlja da formira oligodendrocite.
„Postaje prilično jasno da ovi OPC imaju i druge funkcije osim formiranja oligodendrocita“, rekao je Monk. „Iz evolucione perspektive, nema smisla imati toliko ovih ćelija prekursora u vašem mozgu ako one ne rade nešto.“
Njihova sinaptička veza sa neuronima stoga verovatno igra fundamentalnu ulogu u mozgu i vredna je budućeg istraživanja, rekla je ona.
Pored Monka i Lija, koautori su Tania Miramontes iz OHSU-a i dr Tim Čopka iz Centra za kliničke nauke o mozgu na Univerzitetu u Edinburgu u Velikoj Britaniji.
