Синаптичната пластичност – способността на мозъка да модифицира връзките между невроните, за да подпомогне ученето – е една от невронните функции, дълбоко променени при болестта на Хънтингтън, с пряко въздействие върху мозъчната функция. Изследователи от Университета на Барселона използваха иновативен оптогенетичен инструмент, за да покажат, че астроцитите – вид мозъчни клетки, традиционно считани за играещи поддържаща роля, също влияят на тази пластичност и самите те са променени при болестта на Хънтингтън, съобщиха от университета. Тези резултати, получени в животински модели, откриват нови възможности за справяне с това генетично обусловено невродегенеративно заболяване при пациенти.
Изследването, публикувано в списание iScience, е ръководено от Мерсе Масана – професор във Факултета по медицина и здравни науки на UB и изследовател в Института по неврология (UBneuro), Института за биомедицински изследвания „Август Пи и Сюньер“ (IDIBAPS) и Зоната за невродегенеративни заболявания CIBER (CIBERNED). В проучването са участвали и изследователи от Университета Вик – Централен университет на Каталуния (UVic-UCC), Платформата за протеомика Navarrabiomed, Университета Астън (Бирмингам, Великобритания), Университета в Оулу (Оулу, Финландия), Института за зрение (Париж, Франция) и Университета в Байройт (Байройт, Германия).
Синаптичната пластичност зависи до голяма степен от сигнализацията на цикличния аденозин монофосфат (цАМФ), но ролята на астроцитния цАМФ в този процес остава неизвестна. За да отговорят на този въпрос, изследователите анализираха ефектите на тази молекула в астроцити от здрави мишки и от миши модел на болестта на Хънтингтън, използвайки оптогенетичен инструмент, който за първи път позволява контролирана от светлината регулация на тези молекули в сложни организми.
„В този in vivo миши модел използвахме фоторецепторен протеин, наречен фотоактивируема аденилат циклаза (DdPAC), който може да увеличи нивата на цАМФ, когато е осветен с червена светлина, и да ги деактивира с далечна инфрачервена светлина, което позволява високоспецифичен времеви и регионален контрол на този път“, казва Мерсе Масана.
Резултатите показват, че активирането на цАМФ в астроцитите подобрява синаптичната пластичност в невроните. Освен това, изследователите са установили, че селективната манипулация на този сигнален път в кортикалните астроцити има „въздействие на много нива: молекулярно, с промени на протеиново ниво; клетъчно, с освобождаване на глутамат и невронна потенциация; на клетъчно ниво, с повишен кортикален кръвен поток, и на поведенческо ниво, с подобрено двигателно обучение“, отбелязва изследователят.
Разлики са наблюдавани и в мишия модел на болестта на Хънтингтън, като например по-изразен хемодинамичен отговор, отколкото при здрави животни. Според изследователския екип тези открития показват, че астроцитите – особено цАМФ- зависимата сигнализация – не реагират както обикновено и че тяхната регулаторна роля в синаптичната пластичност е нарушена при болестта на Хънтингтън.
Според изследователите тези открития подчертават, че „астроцитите играят много по-активна роля, отколкото се смяташе досега, както в мозъчната функция, така и в нейната дисфункция, и че разбирането как цАМФ сигнализацията се променя в тези процеси би могло да отвори нови пътища за разработването на по-целенасочени и ефективни терапии за болестта на Хънтингтън“.
Това проучване може да има важни последици за редица невродегенеративни заболявания. „Тъй като този сигнален път е нарушен при много от тези състояния, той би могъл да даде представа за това как подобни дисбаланси допринасят за мозъчната дисфункция във всеки отделен случай“, посочва Масана.
Коментари