Новият подход може да спаси мозъчните клетки при невродегенеративни заболявания
Невродегенеративните заболявания като Алцхаймер и Хънтингтън споделят механизъм на увреждане на мозъчните клетки, който може да предложи нова цел за лечение, според ново изследване върху човешки клетки и мишки.
Скорошно Природна неврология изследването описва как изследователите са разкрили механизма и как той води до смърт на неврони или нервни клетки.
„Идентифицирахме потенциален нов начин за намаляване на смъртта на нервните клетки при редица заболявания, характеризиращи се с такива загуби“, казва старшият автор на изследването, д-р Дария Мочли-Росен, професор по химическа и системна биология в Университетското училище в Станфорд на медицината, в Калифорния.
Механизмът включва микроглии и астроцити, два вида клетки, които обикновено помагат за защита на невроните или нервните клетки.
Микроглията и астроцитите са глиални клетки, вид клетки, които учените някога са смятали за „лепилото на нервната система“.
Това вече не е така, тъй като изследователите все повече откриват, че глиалните клетки играят жизненоважна роля в развитието и функционирането на мозъка.
Сред многото задачи, които астроцитите изпълняват, е да определят броя и местоположенията на връзките, които невроните осъществяват помежду си. Тези глиални клетки също отделят различни химикали, като растежни фактори и вещества, необходими за метаболизма.
Междувременно микроглията следи за признаци на нараняване на тъканите и премахва агентите, които могат да го причинят, включително патогени на болестта и фрагменти или отломки от неврони.
Глиални клетки и невродегенеративно заболяване
Натрупването на токсични протеини в мозъчните клетки сега е добре познат белег на невродегенеративни заболявания, като Алцхаймер, Хънтингтън и амиотрофна странична склероза (ALS).
Натрупването на токсичен протеин спира нервните клетки да работят правилно и в крайна сметка предизвиква тяхната смърт.
В своя учебен труд авторите описват и друга, по-малко известна характеристика на невродегенеративните заболявания. Тази характеристика е активирането на глиалните клетки „до състояние, което предизвиква повишена секреция на провъзпалителни фактори“.
Това активиране на глиалните клетки от своя страна води до поредица от процеси, които също увреждат невроните. Учените наричат тази колекция от механизми „невровъзпаление“.
Изследователите предполагат, че причината за невровъзпаление от глиални клетки е наличието на отломки от неврони.
Проучванията върху животни, например, показват, че след мозъчна травма микроглията може да активира астроцитите в състояние, наречено А1 и да причини допълнителни щети и смърт на невроните.
Спусъкът за този механизъм обаче беше неясен, както и дали има съединения, които могат да спрат астроцитите да влязат в хиперактивното състояние А1. Това са въпросите, които новото проучване се стреми да отговори.
Митохондрии и тяхното неочаквано поведение
При изследването на микроглията изследователите показаха, че увреждащият, порочен цикъл на възпаление може да се развие и когато няма частици неврон, които да се изчистят. И така, те тръгнаха да търсят спусък. Те го откриха в любопитна форма на митохондриално поведение.
Митохондриите са малки електроцентрали в клетките, които произвеждат енергия за клетките да произвеждат протеини и да изпълняват различните си функции. Типична клетка може да съдържа хиляди митохондрии.
Това, което екипът откри за тяхна изненада, беше, че тези малки клетъчни компоненти изглежда могат да изпращат сигнали за смърт между клетките.
Митохондриите са в непрекъснато динамично състояние на променящ се размер, форма и местоположение в клетките. Те се фрагментират и сглобяват в процес на постоянно деление и сливане, а балансът между тези два процеса може да определи колко добре функционират митохондриите в клетките.
Твърде много сливане кара митохондриите да загубят пъргавостта си; твърде много делене и те стават твърде фрагментирани, за да функционират.
Изглежда, че токсичните протеини, стоящи зад невродегенеративното заболяване, могат да стимулират хиперактивност в Drp1, ензим, който е необходим за поддържане на баланс на делене и сливане в митохондриите.
В по-ранни проучвания Mochly-Rosen и нейният екип установяват, че лечението с пептида или малкия протеин, P110, може да намали митохондриалното делене и последващото увреждане на клетките, което индуцира хиперактивният Drp1.
Намалено възпаление и смърт на невроните
В новото проучване изследователите установяват, че лечението на мишки в продължение на няколко месеца с P110 намалява активността на микроглията и астроцитите и възпалението в мозъка на животните.
При по-нататъшни експерименти с използване на култивирани клетки, екипът установи, че както микроглията, така и астроцитите могат да изхвърлят увредените митохондрии в заобикалящата ги среда и че те могат да повредят и убият невроните. Тези експерименти също показаха, че P110 може да блокира това.
Последните проучвания показват, че здравите клетки също могат да изхвърлят митохондриите и че това не причинява вреда. Въпреки това, възпалените микроглии и астроцитите прогонват увредените митохондрии, които са смъртоносни за близките неврони.
Екипът установи, че P110 е успял да блокира фрагментацията на митохондриите в микроглии и астроцити достатъчно, за да намали значително смъртта на невроните.
Сега изследователите продължават разследванията си, за да разберат как точно увредените митохондрии, изхвърлени от глиалните клетки, предизвикват смърт на невроните.
