Uus lähenemisviis võib päästa ajurakke neurodegeneratiivsete haiguste korral
Neurodegeneratiivsed haigused, nagu Alzheimeri ja Huntingtoni haigused, jagavad ajurakkude kahjustuste mehhanismi, mis võib pakkuda uut ravi sihtmärki, näitavad uued rakkude ja hiirte uuringud.
Hiljutine Looduse neuroteadus Uuring kirjeldab, kuidas teadlased avastasid mehhanismi ja kuidas see põhjustab neuronite või närvirakkude surma.
"Oleme tuvastanud potentsiaalse uue viisi närvirakkude surma vähendamiseks paljude haiguste puhul, mida iseloomustavad sellised kaotused," ütleb Stanfordi ülikooli kooli keemiaravimite ja süsteemibioloogia professor Daria Mochly-Rosen. arstiteaduses Californias.
Mehhanism hõlmab mikrogliat ja astrotsüüte, kahte tüüpi rakke, mis tavaliselt aitavad kaitsta neuroneid või närvirakke.
Mikroglia ja astrotsüüdid on gliiarakud, teatud tüüpi rakud, mida teadlased pidasid kunagi “närvisüsteemi liimiks”.
See pole enam nii, kuna teadlased avastavad üha enam, et gliiarakkudel on aju arengus ja toimimises ülitähtis roll.
Astrotsüütide paljude tööde hulka kuulub neuronite omavaheliste ühenduste arvu ja asukohtade määramine. Need gliiarakud eraldavad ka mitmesuguseid kemikaale, näiteks kasvufaktoreid ja ainevahetuseks hädavajalikke aineid.
Samal ajal jälgib mikroglia koekahjustuse märke ja eemaldab selle põhjustavad ained, sealhulgas haigustekitajad ja neuronite fragmendid või prahid.
Gliiarakud ja neurodegeneratiivsed haigused
Mürgiste valkude kogunemine ajurakkudes on nüüd neurodegeneratiivsete haiguste, näiteks Alzheimeri, Huntingtoni ja amüotroofse lateraalskleroosi (ALS) tuntud tunnus.
Toksilise valgu kogunemine peatab närvirakkude korraliku töö ja käivitab lõpuks nende surma.
Oma uurimustöös kirjeldavad autorid ka üht teist neurodegeneratiivsete haiguste vähem tuntud tunnust. See funktsioon on gliiarakkude aktiveerimine "seisundisse, mis kutsub esile põletikueelsete faktorite suurema sekretsiooni".
See gliiarakkude aktiveerimine viib omakorda rea protsessideni, mis kahjustavad ka neuroneid. Teadlased nimetavad seda mehhanismide kogumit "neuroinflammation".
Teadlased on oletanud, et gliiarakkude põhjustatud neuroinflammendi käivitaja oli neuronitest pärit prahi olemasolu.
Näiteks loomkatsed on näidanud, et ajukahjustuse tagajärjel võib mikroglia aktiveerida astrotsüüdid A1-nimelisse seisundisse ja põhjustada neuronitele täiendavaid kahjustusi ja surma.
Kuid selle mehhanismi käivitaja oli ebaselge, nagu ka see, kas leidub ühendeid, mis võivad takistada astrotsüütide sisenemist hüperaktiivsesse A1-olekusse. Need on küsimused, mida uus uuring püüdis lahendada.
Mitokondrid ja nende ootamatu käitumine
Mikroglia uurimisel näitasid teadlased, et põletiku kahjustav nõiaring võib areneda ka siis, kui pole neuronitükkide eemaldamiseks. Niisiis, nad läksid päästikut otsima. Nad leidsid selle mitokondriaalse käitumise uudishimulikus vormis.
Mitokondrid on rakkudes olevad väikesed jõujaamad, mis toodavad rakkudele energiat valkude tootmiseks ja nende erinevate funktsioonide täitmiseks. Tüüpiline rakk võib sisaldada tuhandeid mitokondreid.
Meeskond avastas oma üllatuseks, et need pisikesed rakukomponendid näivad olevat võimelised rakkude vahel surma signaale saatma.
Mitokondrid on pidevas dünaamilises olekus, mille suurus, kuju ja asukoht muutuvad rakkudes. Nad killustuvad ja kogunevad pideva lõhustumise ja sulandumise käigus ning nende kahe protsessi vaheline tasakaal võib määrata, kui hästi mitokondrid rakkudes toimivad.
Liiga palju termotuumasünteesi põhjustab mitokondrite nõtkuse kaotuse; liiga palju lõhustumist ja need muutuvad toimimiseks liiga killustatuks.
Näib, et neurodegeneratiivse haiguse taga olevad toksilised valgud võivad ergutada hüperaktiivsust Drp1-s, ensüümis, mis on vajalik lõhustumise ja sulandumise tasakaalu säilitamiseks mitokondrites.
Varasemates uuringutes leidsid Mochly-Rosen ja tema meeskond, et ravi peptiidiga või väikese valguga P110 võib vähendada mitokondrite lõhustumist ja sellest tulenevaid hüperaktiivse Drp1 indutseeritud rakukahjustusi.
Vähendab põletikku ja neuronite surma
Uues uuringus leidsid teadlased, et hiirte mitme kuu jooksul ravimine P110-ga vähendas loomade ajus mikroglia ja astrotsüütide aktiivsust ning põletikku.
Edasistes eksperimentides, kasutades kultiveeritud rakke, leidis meeskond, et nii mikroglia kui ka astrotsüüdid võivad väljutada kahjustatud mitokondrid oma ümbrusesse ja need võivad kahjustada ja tappa neuroneid. Need katsed näitasid ka, et P110 suudab selle blokeerida.
Hiljutised uuringud on näidanud, et terved rakud võivad ka mitokondreid väljutada ja see ei kahjusta. Põletatud mikroglia ja astrotsüüdid tõrjusid aga kahjustatud mitokondreid, mis olid lähedal asuvate neuronite jaoks surmavad.
Meeskond leidis, et P110 suutis blokeerida mikroklaaside ja astrotsüütide sees olevate mitokondrite killustatuse, et neuronite surma oluliselt vähendada.
Teadlased jätkavad oma uurimisi, et täpselt teada saada, kuidas gliiarakkudest väljutatud kahjustatud mitokondrid vallandavad neuronite surma.
