Odkrycie OHSU ujawnia kluczową rolę niedocenianych komórek glejowych w funkcjonowaniu mózgu
Astrocyty jako klucz do zrozumienia zachowania i chorób mózgu
Nowe badania przeprowadzone przez naukowców z Oregon Health & Science University (OHSU), opublikowane na łamach czasopisma Science, rzucają światło na niedoceniany dotąd typ komórek mózgowych – astrocyty. Te gwiaździste komórki glejowe, stanowiące około 35% wszystkich komórek w ludzkim mózgu, okazują się odgrywać złożoną i dynamiczną rolę w przetwarzaniu informacji oraz regulacji zachowania.
Astrocyty – od biernych pomocników do aktywnych uczestników przetwarzania informacji
Przez wiele lat uważano, że astrocyty pełnią jedynie funkcję wspierającą dla neuronów – dostarczają składniki odżywcze, usuwają odpady i utrzymują homeostazę środowiska neuronalnego. Jednak badania z 2016 roku, również autorstwa zespołu prof. Marca Freemana, po raz pierwszy wykazały, że astrocyty potrafią przekazywać sygnały pomiędzy neuronami.
Nowe odkrycia idą o krok dalej, dostarczając bezpośrednich dowodów na to, że astrocyty nie tylko odbierają informacje od neuronów, ale również aktywnie modulują ich aktywność. Dzięki zaawansowanym eksperymentom na żywych mózgach muszek owocowych, badacze pokazali, że astrocyty mogą dynamicznie włączać i wyłączać swoją odpowiedź na neuroprzekaźniki, takie jak dopamina czy glutaminian. Co więcej, potwierdzono istnienie tego mechanizmu także u gryzoni, co sugeruje jego ewolucyjną konserwację także u ludzi.
Mechanizm bramkowania sygnałów – wybór, które neurony „słyszeć”
„Astrocyty są naprawdę ogromne – pojedyncza komórka może odbierać sygnały z nawet 100 000 synaps” – wyjaśnia dr Kevin Guttenplan, pierwszy autor pracy. „Ten mechanizm pozwala im wybrać, których neuronów słuchać, a które zignorować. To jak filtrowanie hałasu w głowie w czasie rzeczywistym.”
Manipulacja tym mechanizmem w mózgach muszek owocowych skutkowała zauważalnymi zmianami w zachowaniu owadów, co sugeruje, że nawet drobne zmiany w aktywności astrocytów mogą mieć znaczący wpływ na funkcje poznawcze i motoryczne.
Nowy paradygmat w neurobiologii
„Mamy nadzieję, że to badanie zmieni fundamentalne podejście do roli astrocytów w neurofizjologii i zachowaniu” – podkreśla prof. Marc Freeman, dyrektor Instytutu Volluma przy OHSU. Jego zespół sugeruje, że lepsze zrozumienie funkcji astrocytów może otworzyć nowe możliwości terapeutyczne w leczeniu zaburzeń uwagi, lęku i nastroju.
Miriam Leenders, dyrektor programowy w amerykańskim Narodowym Instytucie Zaburzeń Neurologicznych i Udarów (NINDS), zauważa: „To badanie podkreśla znaczenie podstawowych badań neurobiologicznych z wykorzystaniem modeli, takich jak muszki owocowe, w zdobywaniu przełomowej wiedzy o funkcjonowaniu mózgu.”
Rola astrocytów w chorobach neurodegeneracyjnych
Rosnąca liczba badań wskazuje, że komórki glejowe, w tym astrocyty, mogą również odgrywać kluczową rolę w uszkodzeniach mózgu oraz w patogenezie chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera i Parkinsona. Głębsze poznanie ich działania może pomóc nie tylko w zapobieganiu, ale również w projektowaniu ukierunkowanych terapii.
„W wielu z tych schorzeń pojawiają się zaburzenia koncentracji i uwagi. Astrocyty mogą być kluczem do ich zrozumienia i leczenia” – dodaje dr Guttenplan.
Źródło: Science (GPCR signaling gates astrocyte responsiveness to neurotransmitters and control of neuronal activity), fot. OHSU/Christine Torres Hicks
