Neurodegeneratív betegségek kialakulása
Az agyi hulladék-eltávolító rendszer eltömődése okozza a hibás térszerkezetű fehérjék feldúsulását és a neuronok elhalását.
A Journal of Comparative Neurology folyóiratban november 28-án jelent meg a University of Vermont kutatóinak cikke, amelyben az Alzheimer-kór kialakulásának folyamatáról szereztek új ismereteket. A kutatás érdekessége, hogy olyan közép-amerikai vándorpókok agyának tanulmányozása során bukkantak a felfedezésre, amelyeknél az emberhez hasonló neurodegeneratív elváltozások alakulnak ki, viszont mivel neuronjaik nagyobb méretűek, könnyebben tanulmányozhatók.
A tudósok a pókok agyának vizsgálata közben azt figyelték meg, hogy az agyukban keletkező hulladékot eltávolító gliális csatornarendszer strukturális elváltozásokat kezd mutatni a neurodegeneratív betegség kialakulásának folyamata során. A csatornarendszer feladata az egészséges neuronokból származó hulladékok internalizálása lenne, ám a rendszer katasztrofális mértékű megduzzadása eltömíti a csatornákat, ami az agyszövet degenerációjához vezet. A közzétett eredmények új, meggyőző magyarázatot adnak az Alzheimer-kórban megfigyelhető, általánosan leírt agyi patológiákra, többek között az amiloid-béta plakkok, a tau-fibrillumok és a szivacsos struktúrák kialakulására.
Ez a felfedezés arra ösztönözte a kutatást vezető Dr. Ruth Fabian-Fine-t, hogy megvizsgálja, mennyire hasonlít ez a rendszer a rágcsálók és emberek agyszövetében működő hulladékeltávolító mechanizmusra. Ennek érdekében a University of Vermont kutatói együttműködtek a Larner College of Medicine neuropatológusával, Dr. John DeWitt-tel. A közös munka eredményeként a kutatók meggyőző bizonyítékokat gyűjtöttek arra, hogy az emberi és a rágcsálóagyakban megfigyelt neurodegenerációnak hasonló okai lehetnek.
RNS-ek megfigyelésére alkalmas in situ hibridizáció, immunhisztokémiai, ultrastrukturális és szövettani módszerek felhasználásával sikerült kimutatniuk, hogy a pókok neuronjaiban lévő sejttörmeléket a myelint képző ependimális gliasejtek elnyelik - ezek behatolnak a neuronok szómáiba, és mielinből származó hulladékelnyelő apró tartályokat, receptákulumokat képeznek. Ezek a csatornarendszerek ezt a törmeléket a nyirokrendszerbe vezetik, valószínűleg aquaporin-4 (AQP4) vízcsatorna-függő módon. Meggyőző bizonyítékot szolgáltattak arra, hogy hasonló folyamat játszódik le az emberi hippokampuszban, ahol a nagyszámú mielinizált AQP4-immunreaktív ependimális gliasejt sejtes nyúlványai találhatók a neuronok és gliasejtek szómáiban, ahol azok szintén hulladékot internalizáló tartályokká differenciálódnak. Az Alzheimer-kóros betegek agyában ezeknek a mielinizált gliasejteknek a hipertrófiás károsodása a neuronális citoplazma katasztrofális elzáródásához vezet, ami az ependimális gliasejtekbe ürül. Sejtszinten a makroglia szerkezeti károsodása duzzadó mielinnyúlványokat alakít ki, amelyek a képalkotó eljárások során körkörös profilokként jelentek meg, ami magyarázatot ad a neurodegeneratív betegségekhez társuló szivacsos rendellenességekre. A kutatók javasolták, hogy a makroglia által közvetített sejthalálnak ezt az újonnan bemutatott típusát “gliaptózis” névre kereszteljék.
Ezek a felfedezések a korábbiaknál pontosabban írják le a neurodegenerációhoz vezető lehetséges kiváltó okokat, így ígéretes új utat kínálhatnak a neurodegenerációhoz vezető szerkezeti rendellenességeket visszafordítani vagy megelőzni képes gyógyszerek kifejlesztéséhez.
Írásunk az alábbi közlemények alapján készült:
Spider brain study leads team to new discovery in Alzheimer's-affected human brains
Irodalmi hivatkozás:
Ruth Fabian‐Fine et al, Myelinated Glial Cells: Their Proposed Role in Waste Clearance and Neurodegeneration in Arachnid and Human Brain, Journal of Comparative Neurology (2024). DOI: 10.1002/cne.70000
