Ορισμένες περιοχές του εγκεφάλου των ενηλίκων περιέχουν νευρικά βλαστοκύτταρα σε κατάσταση ηρεμίας ή αδρανοποίησης που μπορούν να επανενεργοποιηθούν για να σχηματίσουν νέους νευρώνες. Ωστόσο, η διεργασία της μετάβασης από τον λήθαργο στον πολλαπλασιασμό είναι επί του παρόντος ελάχιστα κατανοητή.
Μια ομάδα με επικεφαλής επιστήμονες από τα πανεπιστήμια της Γενεύης (UNIGE) και της Λωζάνης (UNIL) ανακάλυψε πώς να αφυπνίζει τα νευρικά βλαστοκύτταρα και να τα επανενεργοποιεί σε ενήλικα ποντίκια.
Η ομάδα ανακάλυψε τη σημασία του κυτταρικού μεταβολισμού σε αυτή τη διαδικασία και εντόπισε τον τρόπο αφύπνισης αυτών των νευρικών βλαστοκυττάρων και επανενεργοποίησής τους.
Οι βιολόγοι κατάφεραν έτσι να αυξήσουν τον αριθμό των νέων νευρώνων στον εγκέφαλο ενηλίκων και ακόμη και ηλικιωμένων ποντικών. Αυτά τα αποτελέσματα, πολλά υποσχόμενα για τη θεραπεία νευροεκφυλιστικών ασθενειών, δημοσιεύτηκαν πριν λίγες μέρες στο περιοδικό Science Advances.
Τα βλαστοκύτταρα έχουν τη μοναδική ικανότητα να αναπαράγονται συνεχώς και να δημιουργούν διαφοροποιημένα κύτταρα με πιο εξειδικευμένες λειτουργίες. Τα νευρικά βλαστοκύτταρα (NSCs/CSNs) είναι υπεύθυνα για την οικοδόμηση του εγκεφάλου κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη, δημιουργώντας όλα τα κύτταρα του κεντρικού νευρικού συστήματος, συμπεριλαμβανομένων των νευρώνων.
Η ικανότητα για νευρογένεση μειώνεται με την ηλικία
Παραδόξως, τα CSN επιμένουν σε ορισμένες περιοχές του εγκεφάλου ακόμη και μετά τον πλήρη σχηματισμό του και μπορούν να παράγουν νέους νευρώνες καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής. Αυτό το βιολογικό φαινόμενο, που ονομάζεται νευρογένεση ενηλίκων, είναι σημαντικό για συγκεκριμένες λειτουργίες όπως η μάθηση και οι διαδικασίες μνήμης.
Ωστόσο, στον ενήλικο εγκέφαλο, αυτά τα βλαστοκύτταρα γίνονται πιο ήσυχα ή «αδρανή» και μειώνουν την ικανότητά τους να ανανεώνονται και να διαφοροποιούνται. Ως αποτέλεσμα, η νευρογένεση μειώνεται σημαντικά με την ηλικία.
Τώρα, τα εργαστήρια του επικεφαλής συγγραφέα της μελέτης, Jean-Claude Martinou, ομότιμου καθηγητή στο τμήμα μοριακής και κυτταρικής βιολογίας στη σχολή επιστημών του UNIGE, και του Marlen Knobloch, αναπληρωτή καθηγητή στο τμήμα βιοϊατρικών επιστημών στη σχολή βιολογίας και ιατρικής του UNIL, ανακάλυψε έναν μεταβολικό μηχανισμό με τον οποίο τα ενήλικα CSN μπορούν να εξέλθουν από την λανθάνουσα κατάσταση και να γίνουν ενεργά.
«Βρήκαμε ότι τα μιτοχόνδρια, τα οργανίδια που παράγουν ενέργεια μέσα στα κύτταρα, εμπλέκονται στη ρύθμιση του επιπέδου ενεργοποίησης του CSN των ενηλίκων», εξηγεί ο Francesco Petrelli, ερευνητής στο UNIL και κύριος συντάκτης της μελέτης.
Ιδιαίτερο ρόλο σε αυτή τη ρύθμιση παίζει ο μιτοχονδριακός μεταφορέας πυροσταφυλικού (MPC), ένα πρωτεϊνικό σύμπλεγμα που ανακαλύφθηκε πριν από έντεκα χρόνια στην ομάδα του καθηγητή Μαρτίνου.
Η δραστηριότητά του επηρεάζει τις μεταβολικές επιλογές που μπορεί να χρησιμοποιήσει ένα κύτταρο. Γνωρίζοντας τις μεταβολικές οδούς που διακρίνουν τα ενεργά από τα ανενεργά κύτταρα, οι επιστήμονες μπορούν να ξυπνήσουν τα ανενεργά κύτταρα αλλάζοντας τον μιτοχονδριακό μεταβολισμό τους.
Οι βιολόγοι έχουν μπλοκάρει τη δραστηριότητα MPC χρησιμοποιώντας χημικούς αναστολείς ή δημιουργώντας μεταλλαγμένα ποντίκια για το γονίδιο Mpc1.
Χρησιμοποιώντας αυτές τις φαρμακολογικές και γενετικές προσεγγίσεις, οι επιστήμονες μπόρεσαν να ενεργοποιήσουν αδρανείς CSN και έτσι να δημιουργήσουν νέους νευρώνες στον εγκέφαλο ενηλίκων και ακόμη και ηλικιωμένων ποντικών.
«Μέσω αυτής της έρευνας, αποδεικνύουμε ότι η ανακατεύθυνση των μεταβολικών οδών μπορεί να επηρεάσει άμεσα την κατάσταση δραστηριότητας των ενήλικων ΚΝΣ και, κατά συνέπεια, τον αριθμό των νέων νευρώνων που δημιουργούνται», συνοψίζει ο καθηγητής Knobloch, συνεργάτης στη συγγραφή της μελέτης.
Αυτά τα αποτελέσματα ρίχνουν νέο «φως» στον ρόλο του κυτταρικού μεταβολισμού στη ρύθμιση της νευρογένεσης. Μακροπρόθεσμα, τα ευρήματα θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε πιθανές θεραπείες για καταστάσεις όπως η κατάθλιψη ή οι νευροεκφυλιστικές ασθένειες, συμπεραίνουν οι συγγραφείς.
Μετάφραση – Επιμέλεια: Μιχαέλα Λαμπρινίδου
www.ertnews.gr
Συντακτική ομάδα ertnews.gr