Η αναζωογόνηση των βλαστικών κυττάρων του εγκεφάλου μπορεί να έχει το κλειδί για τις μελλοντικές θεραπείες με σκλήρυνση κατά πλάκας
Οι επιστήμονες έχουν βρει έναν τρόπο να κάνουν τα παλαιότερα βλαστικά κύτταρα του εγκεφάλου σε αρουραίους πιο νεανικά. Η ανακάλυψη θα μπορούσε να οδηγήσει σε βελτιωμένες θεραπείες για ασθένειες που σχετίζονται με τη γήρανση που υποβαθμίζουν τον εγκέφαλο και το νευρικό σύστημα.
Η έρευνα αφορά τα προγονικά κύτταρα ολιγοδενδροκυττάρων (OPC), τα οποία είναι ένας τύπος βλαστικών κυττάρων ή ανώριμων κυττάρων. Τα OPC είναι απαραίτητα για την υγιή λειτουργία του εγκεφάλου και του υπόλοιπου κεντρικού νευρικού συστήματος.
Τα OPC ωριμάζουν ή διαφοροποιούνται σε ολιγοδενδροκύτταρα, τα οποία είναι τα κύτταρα που παράγουν το περίβλημα μυελίνης που περιβάλλει τις νευρικές ίνες και διατηρεί τα ηλεκτρικά σήματα που μεταφέρουν.
Η καταστροφή της μυελίνης είναι ένα διακριτικό χαρακτηριστικό της σκλήρυνσης κατά πλάκας (MS) και οι σχετικές με τη γήρανση αλλαγές στα OPC συμβάλλουν στη διαδικασία. Η γήρανση μπορεί επίσης να μειώσει τη λειτουργία OPC σε υγιή άτομα.
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Cambridge του Ηνωμένου Βασιλείου διαπίστωσαν ότι η αύξηση της ακαμψίας στον γηράσκοντα εγκέφαλο βλάπτει τη λειτουργία των OPC.
Όταν μεταμόσχευσαν OPC από παλαιότερους αρουραίους στον εγκέφαλο νεότερων αρουραίων, τα ηλικιωμένα OPC άρχισαν να λειτουργούν σαν νεανικά OPC.
Ενίσχυση της θέσης των βλαστικών κυττάρων
Η ομάδα διαπίστωσε τελικά ότι η απώλεια λειτουργίας στα OPCs ήταν αποτέλεσμα κάτι που συνέβαινε στο μικροπεριβάλλον τους, ή «θέση» των βλαστικών κυττάρων.
«Εδώ δείχνουμε», γράφουν οι συγγραφείς πρόσφατα Φύση χαρτί, "ότι το μικροπεριβάλλον OPC σκληραίνει με την ηλικία και ότι αυτή η μηχανική αλλαγή είναι αρκετή για να προκαλέσει απώλεια λειτουργίας των OPC που σχετίζεται με την ηλικία."
Φαίνεται ότι η θέση των βλαστικών κυττάρων αντικατοπτρίζει τις αλλαγές που σχετίζονται με τη γήρανση στα «χημικά και μηχανικά σήματα» που στέλνει στους OPC που κατοικούν σε αυτό.
Μόλις τα μεταμοσχευμένα ηλικιωμένα OPC αισθάνθηκαν ότι βρίσκονταν σε ένα πιο νεανικό, απαλό περιβάλλον, άρχισαν να συμπεριφέρονται περισσότερο σαν έντονα, νεότερα OPC.
Για να διερευνήσει τι συνέβαινε με περισσότερες λεπτομέρειες, η ομάδα διεξήγαγε μερικά εργαστηριακά πειράματα με OPC και «βιολογικά και συνθετικά ικριώματα για να μιμηθούν την ακαμψία των νεαρών εγκεφάλων».
«Ανανεωμένη μοριακά και λειτουργικά»
Οι ερευνητές παρατήρησαν ότι όταν μεγάλωναν OPCs σε ικριώματα μαλακού υλικού, άρχισαν να συμπεριφέρονται περισσότερο σαν νεανικά OPC.
Τα ηλικιωμένα OPC ανανεώθηκαν μοριακά και λειτουργικά ως αποτέλεσμα του μαλακού υλικού.
Αντίθετα, η τοποθέτηση νέων OPC σε ικριώματα που περιλαμβάνουν πιο σκληρό υλικό, τους έκανε να συμπεριφέρονται σαν παλαιότερα.
«Ήμασταν ενθουσιασμένοι», λέει ο συν-ανώτερος συγγραφέας της μελέτης Δρ. Kevin J. Chalut, «για να δούμε ότι όταν μεγαλώσαμε, λειτουργούσα βλαστικά κύτταρα του εγκεφάλου στο άκαμπτο υλικό, τα κύτταρα έγιναν δυσλειτουργικά και έχασαν την ικανότητά τους να αναγεννηθούν, και Το γεγονός άρχισε να λειτουργεί όπως τα ηλικιωμένα κύτταρα. "
Ο Δρ Chalut εργάζεται στο Τμήμα Φυσικής και στο Ινστιτούτο Stem Cell στο Πανεπιστήμιο του Cambridge.
Παρατηρεί, ωστόσο, ότι το πιο ενδιαφέρον εύρημα ήταν να βλέπουμε τα παλιά OPC να αναπτύσσονται στο μαλακό υλικό και πώς «άρχισαν να λειτουργούν σαν νεαρά κύτταρα - με άλλα λόγια, αναζωογονήθηκαν».
«Αυτό υποδηλώνει έναν νέο τρόπο για να παρακάμψουμε την απώλεια λειτουργίας που σχετίζεται με την ηλικία σε αυτό το σημαντικό σύστημα βλαστικών κυττάρων», προσθέτει.
Το Piezo1 σηματοδοτεί ακαμψία
Περαιτέρω έρευνα οδήγησε τον Δρ Chalut και τους συναδέλφους του να επικεντρωθούν σε ένα "κανάλι ιόντων μηχανικής απόκρισης" που ονομάζεται Piezo1, μια πρωτεΐνη που βρίσκεται στην επιφάνεια των OPC. Διαπίστωσαν ότι το Piezo1 λέει στους OPC εάν η θέση τους είναι άκαμπτη ή μαλακή.
Όταν δοκίμασαν την αντίδραση των ηλικιωμένων OPC που δεν είχαν Piezo1, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα βλαστοκύτταρα συμπεριφέρθηκαν σαν νεανικά OPC, ακόμη και όταν αναπτύσσονταν στο σκληρότερο υλικό ικριώματος.
Διαπίστωσαν επίσης ότι η διαγραφή του Piezo1 στα OPCs στον εγκέφαλο ηλικιωμένων αρουραίων οδήγησε στα βλαστικά κύτταρα να συμπεριφέρονται σαν να ήταν νέα. Τα κύτταρα συνέχισαν την κανονική τους ικανότητα να αναγεννηθούν.
Η MS Society, η οποία είναι εγγεγραμμένη φιλανθρωπική οργάνωση στην Αγγλία και την Ουαλία στο Ηνωμένο Βασίλειο, χρηματοδότησε μερικώς τη μελέτη. Η διευθύντρια της έρευνάς τους, Δρ. Susan Kohlhaas, λέει ότι τα ευρήματα «έχουν σημαντικές επιπτώσεις» στη θεραπεία της σκλήρυνσης κατά πλάκας.
"Η σκλήρυνση κατά πλάκας είναι αδυσώπητη, επώδυνη και αναπηρία, και χρειάζονται απεγνωσμένα θεραπείες που μπορούν να επιβραδύνουν και να αποτρέψουν τη συσσώρευση αναπηρίας με την πάροδο του χρόνου."
Δρ Susan Kohlhaa
