Un studiu multidisciplinar a identificat o cale neuronală implicată în reglarea activităţii celulelor microgliale din creier, care ar putea duce la dezvoltarea unor candidaţi de medicamente pentru o mai bună regenerare cerebrală după leziuni.
Studiile care explorează procesele neuronale implicate în regenerarea celulară sunt de o importanţă crucială, deoarece ar putea deschide calea către dezvoltarea unor tratamente mai eficiente pentru multe patologii asociate cu mutaţiile sau deteriorarea celulelor.
Microglia, celulele imune rezidente ale creierului, devin active ca răspuns la patologii, ducând uneori la inflamaţie cronică şi cicatrizarea ţesutului.
Mecanismele de regenerare celulară reglează reactivitatea diferitelor celule gliale, inclusiv microglia, prevenind deteriorarea acestora şi promovând recuperarea.
În timp ce multe studii anterioare au explorat procesele implicate în inflamaţie, multe întrebări despre cum se poate recupera cu succes creierul după leziuni sau patologii rămân fără răspuns.
Cercetătorii de la LMU München, Helmholtz Zentrum, Johannes Gutenberg-Universität (JGU) şi alte instituţii din Germania au efectuat recent un studiu asupra peştilor zebra, pentru a înţelege mai bine procesele care stau la baza regenerării creierului la animale şi la oameni.
Descoperirile lor, publicate în Nature Neuroscience, au identificat o stare microglială caracterizată prin acumularea unor molecule de lipide şi a unei proteine care leagă ARN, denumită TDP-43+, care a întârziat sau a prevenit regenerarea creierului după leziuni.
„Logica ar fi să înţelegem procesul de regenerare cu reparaţii endogene pe astfel de modele şi apoi să aplicăm această logică în sistemul mamiferelor, inclusiv la oameni, pentru a obţine rezultate mai bune”, a declarat Jovica Ninkovic, unul dintre cercetătorii care au efectuat studiul.
Astfel, cercetătorii şi-au propus să exploreze modul în care peştele zebra inactivează în timp util microglia pentru a preveni inflamaţia pe termen lung după leziuni cerebrale.
Scopul a fost identificarea căilor neuronale implicate în reglarea activităţii microgliale, care ar putea fi potenţial vizate de medicamentele farmacologice.
Oamenii de ştiinţă au folosit cunoştinţele în biologia peştilor zebră pentru a identifica posibile ţinte terapeutice care ar putea fi aplicate şi creierului mamiferelor.
În experimentele lor, ei au provocat răni mici peştilor zebră şi au observat modul în care creierul a regenerat zonele deteriorate.
„Am realizat că un astfel de rezultat experimental simplu depinde de o serie de procese de control care diferă de la celulă la celulă”, a explicat Ninkovic.
„Am folosit metode sofisticate pentru a analiza modificările la nivel de celulă unică şi a urmări reacţia la leziuni a celulelor individuale. Doar folosind această abordare, am reuşit să identificăm populaţia microglia 'periculoasă’ care trebuie eliminată pentru a obţine o regenerare adecvată”, a precizat cercetătorul.
Cercetătorii au observat astfel o stare microglială în urma leziunilor traumatice, caracterizată prin acumularea de molecule de lipide şi proteina de legare a ADN-ului TAR 43 (TDP-43).
Pentru a valida ipoteza că această stare a împiedicat regenerarea, ei au manipulat experimental creierul peştilor zebră pentru a obţine durate diferite de reacţie microglială şi acumulare de TDP-43.
Acest lucru le-a permis în cele din urmă să identifice căi care reglează reacţia microglială şi, astfel, promovează regenerarea creierului. Mai exact, ei au descoperit că granulina, o proteină care reglează creşterea şi supravieţuirea celulelor, a mediat eliminarea moleculelor de lipide, cât şi a TDP-43+.
Ca urmare a acestui proces, celulele microgliale au revenit la starea lor de bază şi ţesutul rănit al peştelui zebra s-a regenerat fără cicatrici.
Cercetătorii au încercat deja să evalueze măsura în care descoperirile lor s-ar putea generaliza la oameni, folosind ţesut uman post-mortem.
În viitor, munca lor ar putea deschide calea către dezvoltarea de noi medicamente farmacologice pentru promovarea regenerării ţesuturilor, care ar putea fi valoroase pentru tratarea diferitelor patologii.
„Credem că identificarea unei căi pentru medicamente ţintite care ar trebui activată pentru a preveni neuroinflamaţia de lungă durată este foarte interesantă, deoarece neuroinflamaţia nu apare numai după leziuni, ci şi în alte patologii şi procese, inclusiv neurodegenerarea cerebrală, AVC şi cancere”, a adăugat Ninkovic.
„Va fi extrem de interesant să vedem în ce măsură mecanismele pe care le găsim sunt aplicabile acestor afecţiuni” a precizat el.
Cercetătorii îşi propun un screening pentru identificarea unor molecule mici care să ţintească agregatele TDP-43 din microglia.
