Η ανακάλυψη νευρικών κυττάρων μπορεί να βελτιώσει τις θεραπευτικές επιλογές για ασθενείς με νευροεκφυλιστικές ασθένειες

Η ανακάλυψη νευρικών κυττάρων μπορεί να βελτιώσει τις θεραπευτικές επιλογές για ασθενείς με νευροεκφυλιστικές ασθένειες

Μια ανακάλυψη που θα μπορούσε να βελτιώσει τις επιλογές θεραπείας για ασθενείς με νευροεκφυλιστικές ασθένειες έκαναν επιστήμονες στο King's College του Λονδίνου και στο Πανεπιστήμιο του Bath στο Ηνωμένο Βασίλειο.

Αυτό το εύρημα επικεντρώνεται σε ένα μόριο που παίζει σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη των νευρικών κυττάρων και είναι γνωστό ότι συμβάλλει σε ασθένειες όταν δυσλειτουργεί. Αυτό το μόριο πιστευόταν παλαιότερα ότι περιοριζόταν στον πυρήνα (το οργανίδιο που περιέχει το DNA ενός κυττάρου και διαχωρίζεται από το υπόλοιπο κύτταρο με μια μεμβράνη), αλλά αυτή η νέα μελέτη επιβεβαιώνει προηγούμενα ευρήματα της ίδιας ομάδας ότι μπορεί επίσης να βρεθεί στο κυτταρόπλασμα (υδατικό εσωτερικό ενός κυττάρου). Η μελέτη δείχνει επίσης για πρώτη φορά ότι η κυτταροπλασματική δεξαμενή αυτής της πρωτεΐνης είναι λειτουργικά ενεργή.

Αυτό το εύρημα έχει σημαντικές επιπτώσεις στην έρευνα για νευροεκφυλιστικές ασθένειες όπως το Αλτσχάιμερ και η νόσος των κινητικών νευρώνων.

Η ανακάλυψη, που περιγράφεται στο Current Biology, έγινε από την καθηγήτρια Corinne Houart στο King's College του Λονδίνου σε συνεργασία με τον Δρ Νικόλα Νικολάου από το Τμήμα Επιστημών της Ζωής στο Μπαθ.

Απώλεια της νευρικής λειτουργίας

Οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και αρκετό καιρό ότι οι πρωτεΐνες ματίσματος - τα μόρια που μελετήθηκαν σε αυτή την έρευνα - μπορούν μερικές φορές να συσσωματωθούν και να σχηματίσουν αδιάλυτα σύμπλοκα στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου και ότι αυτά τα σύμπλοκα μπορούν να διαταράξουν τη λειτουργία ενός νευρώνα (νευρικό κύτταρο), προκαλώντας τελικά τον νευρώνα να χάσει τη λειτουργία και να εκφυλιστεί. Ωστόσο, αυτή η μελέτη είναι η πρώτη που δείχνει ότι μια βασική πρωτεΐνη ματίσματος μπορεί να βρεθεί μέσα σε σύμπλοκα πρωτεΐνης/αγγελιοφόρου RNA (γνωστά ως κόκκοι RNA) στους άξονες των νευρικών κυττάρων.

Οι άξονες είναι οι μακριές προβολές που μεταφέρουν ηλεκτρικά ερεθίσματα μακριά από το σώμα του νευρικού κυττάρου, συνδέουν νευρώνες με γειτονικούς νευρώνες ή μεταδίδουν πληροφορίες από νευρώνες σε ιστούς του σώματος (π.χ. μύες ή δέρμα). Η δυσλειτουργία των νευραξόνων είναι γνωστό ότι είναι η αιτία πολλών προοδευτικών νευρολογικών διαταραχών, επομένως η ανακάλυψη πρωτεϊνών ματίσματος σε αυτό το τμήμα του νευρικού κυττάρου παρέχει ενδείξεις για τον μηχανισμό που θα μπορούσε να οδηγήσει σε ασθένεια.

Σχηματισμός του μορίου αγγελιαφόρου RNA

Ηλεκτρονικό βιβλίο Γενετικής & Γονιδιωματικής

Συγκέντρωση των κορυφαίων συνεντεύξεων, άρθρων και ειδήσεων του περασμένου έτους. Κατεβάστε ένα δωρεάν αντίγραφο

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η πρωτεΐνη ματίσματος SNRNP70 συνδέεται με κλώνους αγγελιοφόρου RNA (mRNA) και στη συνέχεια τους διαμορφώνει. Αυτοί οι κλώνοι μεταφέρουν γενετικές πληροφορίες από το DNA στον πυρήνα στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου. Οι πληροφορίες στο mRNA δημιουργούν άλλες πρωτεΐνες, τα δομικά στοιχεία της ζωής. Η ομάδα ανακάλυψε επίσης ότι η πρωτεΐνη ματίσματος χρειάζεται για το mRNA να μετακινηθεί από το σώμα του νευρικού κυττάρου κατά μήκος των αξόνων σε πιο περιφερειακά μέρη ενός νευρώνα.

Σχολιάζοντας αυτήν την έρευνα, η οποία χρησιμοποιεί το zebrafish ως σύστημα γενετικού μοντέλου, ο Δρ. Νικολάου: "Όταν παρεμβαίναμε στη λειτουργία της πρωτεΐνης ματίσματος, είδαμε ότι οι κινητικοί νευρώνες δεν σχηματίστηκαν καλά και έχασαν άλλες σημαντικές συνδέσεις. Αυτός ο τύπος συμπεριφοράς παρατηρείται επίσης στον ανθρώπινο νευροεκφυλισμό. και νευρωνικό για την αποκατάσταση της λειτουργίας».

Παρά το γεγονός ότι είναι ένα μικρό ψάρι του γλυκού νερού, το ζέβρα είναι ένα είδος με νευρικό σύστημα εντυπωσιακά παρόμοιο με αυτό των ανθρώπων.

Στην επόμενη φάση αυτής της έρευνας, ο Δρ Νικολάου θα ερευνήσει την ακριβή λειτουργία αυτής της πρωτεΐνης στους άξονες. "Γνωρίζουμε ότι οι πρωτεΐνες αλληλεπιδρούν με άλλες πρωτεΐνες, οπότε με ποιες πρωτεΐνες αλληλεπιδρά αυτό το μόριο; Και τι συμβαίνει όταν αφαιρούμε αυτά τα σύμπλοκα από το κυτταρόπλασμα - πώς αυτό επηρεάζει τη λειτουργία των νευρώνων;"

Τώρα που γνωρίζουμε ότι αυτοί οι τύποι μορίων έχουν λειτουργία έξω από τον πυρήνα, πρέπει να προσεγγίσουμε τον νευροεκφυλισμό από διαφορετική οπτική γωνία και να αναρωτηθούμε πώς αυτά τα συσσωματώματα που προκαλούν ασθένειες επηρεάζουν τη λειτουργία αυτών των πρωτεϊνών όχι μόνο στον πυρήνα αλλά και στο κυτταρόπλασμα και τι ρόλο παίζουν στη διάσπαση των νευρώνων. Αυτό είναι κάτι που δεν έχει ξανασκεφτεί».

Δρ Νικόλας Νικολάου, Τμήμα Βιολογικών Επιστημών, Πανεπιστήμιο Bath

Πηγή:

Πανεπιστήμιο του Μπαθ

Αναφορά:

Νικολάου, Ν., κ.ά. (2022) Η κυτταροπλασματική δεξαμενή της πρωτεΐνης ματίσματος U1 SNRNP70 διαμορφώνει το μεταγραφικό αξονικό και ρυθμίζει τη συνδεσιμότητα του κινητήρα. Τρέχουσα Βιολογία. doi.org/10.1016/j.cub.2022.10.048.

.