Komórki glejowe – powód upośledzenia umysłowego w zespole Downa

Wielu z nas czeka na przełom w wiedzy na temat zespołu Downa i mechanizmów ograniczających rozwój osoby z tą wadą genetyczną. Informacja, jaką przekazali naukowcy z SALK INSTITUTE FOR BIOLOGICAL STUDIES może być z pewnością istotną cząstką tej oczekiwanej wiedzy, która pozwoli na zmniejszenie negatywnych skutków nadmiernej ilości genów i efektów ich “nadmiernej” działalności. Poniżej prezentuję artykuł, który został opublikowany w SCIENCE NEWS 13 marca 2009.

Science News

Komórki macierzyste dostarczają nowych wskazówek o komórkach glejowych w zespole Downa, Glioblastomi i chorobie Alzheimera

Najnowsze badania naukowców z SALK INSTITUTE FOR BIOLOGICAL STUDIES pokazują nowo zidentyfikowany szlak metaboliczny, która prowadzi komórki macierzyste do produkcji komórek glejowych, dający zupełnie inne spojrzenie w neurobiologię zespołu Downa i wielu chorób centralnego układu nerwowego charakteryzujących się zbyt dużą ilością komórek glejowych.

Górne zdjęcie pokazuje prekursor komórki nerwowej wytwarzający komórki glejowe (zielone) po stymulacji kwasem retinowym lub cytokinami. Dolne zdjęcie pokazuje prekursor komórki nerwowej wytwarzający więcej proteiny synaptojanin-1 produkującej więcej komórek glejowych (jak w zespole Downa)

(Zdjęcia Dr. Federico Herrera, Salk Institute for Biological Studies)

co to są cytokiny:http://pl.wikipedia.org/wiki/Cytokiny

co to są komórki macierzyste:http://pl.wikipedia.org/wiki/Kom%C3%B3rki_macierzyste

co to jest szlak metaboliczny: http://pl.wikipedia.org/wiki/Szlak_metaboliczny

Odkrycie opublikowane 13 marca w Cell Death and Differentiation wskazuje na kluczową rolę synaptojanin-1, składnika szlaku metabolicznego, który jest istotny dla powstawania komórek glejowych, komórek mózgowych, które funkcjonują niczym “osobisty asystent neuronów”. W przypadku zespołu Downa, choroby Alzheimera mamy do czynienia z nadprodukcją komórek glejowych. Zrozumienie tego szlaku metabolicznego może mieć wpływ na wiele chorób z tym związanych.

Istotność komórek glejowych dla funkcjonowania centralnego układu nerwowego jest znana i akceptowana. Profesor Instytutu SALK profesor David Schubert, który kieruje Cellular Neurobiology Laboratory, mówi: “ Odkrycie tej ścieżki jest na tyle istotne, że całkowicie może zmienić nasze myślenie, naszą wiedzę o centralnym układzie nerwowym i jego dysfunkcjach, pozwalając na rozwój leków które powstrzymają powielanie się, rozwój komórek glejowych i poprawią prognozy stawiane ludziom w ciężkiej kondycji”

Zespół Downa jest najczęstszym powodem upośledzenia umysłowego, z występowaniem 1 na 800 urodzeń. Deficyty poznawcze, jak również, zmiany podstawowej budowy mózgu, obserwowane są zaraz po urodzeniu, powodując istotny wpływ na rozwój mózgu. Pomimo tego, że zespół Downa jest powodowany poprzez dodatkową kopię chromosomu 21, to szczegóły genetyczne wciąż pozostają jednak niezbadane.

Pomiędzy już stwierdzonymi i zdiagnozowanymi anomaliami u pacjentów z zespołem Downa, występują u nich, w większej niż normalnie, ilości komórek glejowych i także mniejsze ilości komórek nerwowych. Przyczyna takiej sytuacji była niejasna. Dopiero użycie nowych technik spektrometrycznych i komórek macierzystych, które mogą wyprodukować neurony lub komórki glejowe, umożliwiło zespołowi z Instytutu SALK, prowadzonych przez doktora Federico Herrera będącego naukowcem w Cellular Neurobiology Laboratory, identyfikację ścieżki metabolicznej, która jest konieczna do wytworzenia komórek glejowych.

On i jego koledzy, następnie poszukiwali określenia, czy ścieżka jest bardziej aktywna u pacjentów z zespołem Downa i u myszy będących “modelem” zespołu Downa. Ich odkrycie było wskazaniem, że:

poziom protein nazywanych synaptojanin-1, które są kodowane w chromosomie 21 jest zdecydowanie wyższa w obu przypadkach i bardzo silnie powiązana z występowaniem większej liczby komórek glejowych.

“W przypadku normalnego mózgu istnieje wymagana równowaga miedzy neuronami a komórkami glejowymi. W momencie, gdy mamy nadmiar komórek glejowych, może to prowadzić do deficytów poznawczych typowych dla zespołu Downa” mówi Herrera. Zespół, przy tej okazji, odkrył, że synaptojanin-1 nie jest wymagany do produkcji neuronów. Innym odkryciem jest fakt identyfikacji szczególnej części molekuły synaptojanin-1, która jest odpowiedzialna za tworzenie komórek glejowych. “To jest krytyczny, pierwszy krok do stworzenia leku, który będzie blokował nadmiar produkcji i powielania się komórek glejowych towarzyszących zespołowi Downa i być może wspomoże produkcję większej liczby neuronów” dodaje Herrera.

Implikacje tego medycznego odkrycia wykraczają daleko poza zespół Downa. Według Schuberta, nadwyżka komórek glejowych jest szkodliwa w przypadku regeneracji nerwów po urazach kręgosłupa: “Wydaje się, że niezwykła akumulacja komórek glejowych wokół uszkodzonego kręgosłupa, tzw. blizna glejowa, aktywnie powstrzymuje regenerację nerwów”.

Wzrost produkcji komórek glejowych jest często spotykany także przy innych okazjach, wliczając udar, choroby degeneracyjne układu nerwowego takie jak choroba Alzheimera w wieku młodzieńczym, a Herrera sądzi, że wyższy udział komórek glejowych może być czynnikiem wpływającym na te przypadki.

Taka nietypowa produkcja komórek glejowych implikuje glejaka, najczęstszego, złośliwego raka mózgu. Przypuszcza się, że powodowany jest on przez niewłaściwą produkcję komórek macierzystych z mózgowych komórek macierzystych. Podczas gdy normalne komórki glejowe rozpowszechniają się, jedynie wtedy gdy mózg ulega uszkodzeniu, to komórki glejowe uszkodzone rozpowszechniają się spontanicznie. “W takim przypadku, nasze odkrycie może być wykorzystane w przekształceniu komórek guza w normalne komórki glejowe” mówi Herrera.

Badania zostały przeprowadzone dzięki the Bundy Foundation, the Shiley Trust for Alzheimer’s Research i the Instituto de Salud Carlos III

Zespół naukowców składa się obok Herrery i Schuberta z dr. Qi Chen, dr.Pameli Maher, dr.Wolfganga Fischer z the Cellular Neurobiology Group w the Salk Peptide Biology Laboratory.