O echipă de cercetători a cercetat mecanismul de regenerare a nervilor periferici şi a demonstrat că acelaşi mecanism ar putea fi activat în celulele sistemului nervos central după o leziune a măduvei spinării.
Axonii răniţi instruiesc celulele Schwann să construiască sfere de actină specializate pentru a rupe şi a elimina fragmentele axonului, pornind astfel procesul de regenerare.
Nervii periferici deterioraţi se pot regenera după o leziune, de exemplu, după o fractură a antebraţului. Axonii, proiecţiile lungi ale neuronilor care transmit stimuli sau semnale către alte celule, sunt afectate în cazul rănirii şi trebuie să se regenereze pentru a-şi recupera funcţia.
Echipa de cercetare condusă de prof. Claire Jacob de la Universitatea Johannes Gutenberg din Mainz (JGU) în colaborare cu Universitatea Elveţiană din Fribourg a investigat detaliile acestui proces de reparare şi a demonstrat că acelaşi mecanism ar putea fi activat în celulele sistemului nervos central, după o leziune a măduvei spinării, de exemplu.
"O leziune în sistemul nervos periferic declanşează rapid activarea unui proces de reparaţii fascinant care permite nervului rănit să-şi regenereze şi să-şi recapete funcţia. Nu există un astfel de proces de reparare în sistemul nervos central, astfel încât leziunile duc adesea la daune permanente cum ar fi paraplegie. Prin urmare, trebuie dezvoltate strategii pentru îmbunătăţirea regenerării axonului în sistemul nervos central pentru a permite vindecarea ", explică Claire Jacob, şefa catedrei de Neurobiologie Celulară de la JGU, citată de sciencedaily.com.
Celulele care formează mielina sunt cheia procesului de regenerare a axonului. Mulţi axoni sunt înconjuraţi de mielină, care serveşte ca strat protector, permiţând în acelaşi timp o transmisie rapidă şi eficientă a semnalului.
Mielina este extrem de importantă pentru funcţia întregului sistem nervos, dar, de asemenea, împiedică procesul de reparare în caz de leziune. Mielina este produsă de celulele Schwann în sistemul nervos periferic şi de oligodendrocitele din sistemul nervos central, iar această diferenţă are un impact major asupra regenerării axonului, deoarece celulele Schwann şi oligodendrocitele răspund foarte diferit la leziunile axonale, mai afirmă autorii cercetării.
Atunci când axonii sistemului nervos periferic sunt răniţi, celulele Schwann induc rapid dezintegrarea segmentelor axonale decupate în fragmente mici, care pot fi digerate de celulele Schwann sau mai târziu de macrofage. Această eliminare a resturilor axonale este unul dintre primii paşi critici ai procesului de reparare.
Pentru a realiza acest proces, celulele Schwann formează sfere mici formate dintr-o proteină numită actină. Aceste sfere de actină exercită presiune asupra segmentelor axonale izolate până la dezintegrarea lor în bucăţi mici. Această degradare ţintită a resturilor celulare este esenţială pentru a permite părţii sănătoase a axonului care a rămas ataşată corpului celulelor neuronale să crească înapoi, să se conecteze la ţinta anterioară şi astfel să-şi recâştige funcţionalitatea deplină.
Totodată cercetătorii au constatat că segmentele axonale tăiate trimit un semnal celulelor Schwann care le determină pe acestea să înceapă formarea sferei actinice şi procesul de dezintegrare a axonului, o formă impresionantă şi precis coordonată de interacţiune între cele două tipuri de celule. Dacă acest mecanism este întrerupt, dezintegrarea axonală este încetinită, iar fragmentele axonale afectează regenerarea nervului afectat.
Echipa lui Claire Jacob a început să studieze sistemul nervos central şi comportamentul oligodendrocitelor. "După o leziune, oligodendrocitele fie mor, fie rămân aparent inactive", mai spune Claire Jacob.
Oligodendrocitele nu sunt în mod normal capabile, ca celulele Schwann, să formeze sfere de actină şi astfel să descompună segmentele axonale din cauză că spre deosebire de celulele Schwann, ele nu au receptorul care declanşează producţia de sfere de actină în celulele Schwann, VEGFR1.
Din acest motiv cercetătorii au indus expresia VEGFR1 în oligodendrocite. Acest lucru a permis oligodendrocitelor să producă structuri actinice şi să dezintegreze fragmente axonale tăiate. O etapă esenţială pentru promovarea regenerării neuronilor în sistemul nervos central.
Echipa lucrează în prezent la identificarea proceselor moleculare care declanşează eliminarea mielinei la locul leziunii în sistemul nervos central. Pe lângă eliminarea resturilor axonale, îndepărtarea mielinei este o a doua condiţie necesară pentru regenerarea completă a neuronilor.
