Cercetătorii au confirmat existenţa unui tip bizar de celule cerebrale despre care alţi specialişti în neuroştiinţe, atunci când au dat peste ele, au crezut că reprezintă doar un caz aparte sau o eroare tehnică.
O clasă ciudată de celule cerebrale ce prezintă două caracteristici care par să se contrazică, i-a determinat pe oamenii de ştiinţă să se întrebe dacă acestea chiar există cu adevărat.
Dar acum, un nou studiu, realizat pe creierul de şoarece şi de om, nu numai că susţine existenţa acestor celule paradoxale, dar sugerează că acestea ar putea ajuta la explicarea fundamentelor neurologice ale unor afecţiuni precum autismul şi schizofrenia.
Publicat în revista Molecular Psychiatry, studiul a constatat că doi markeri chimici, despre care se credea cândva că marchează neuronii cu roluri opuse, se găsesc uneori în acelaşi neuron.
Cercetătorii au descoperit că neuronii cu ambii markeri activează sau „exprimă" frecvent gene legate de producerea energiei celulare cu ajutorul oxigenului.
În ţesutul cerebral post-mortem de la donatori cu autism sau schizofrenie, neuronii cu aceşti markeri au avut o expresie modificată a genelor legate de acest proces, comparativ cu ţesutul de la persoane fără aceste afecţiuni.
Această descoperire se potriveşte potenţial cu cercetările care leagă schizofrenia şi autismul de modificări genetice care contribuie la stresul oxidativ sau la acumularea de subproduse reactive după producerea energiei în celule.
Cercetarea ar putea reprezenta un pas pentru o mai bună înţelegere a acestor afecţiuni neurologice complexe.
În cadrul studiului, cercetătorii au documentat în mod specific existenţa unei clase speciale de neuroni inhibitori, sau neuroni care suprimă activitatea electrică din creier.
Celulele poartă doi markeri chimici: o proteină numită parvalbumină (PV) şi o moleculă mai mică, numită colecistochinină (CCK).
Neuronii cu PV sunt de tip fast-spiking, ceea ce înseamnă că generează semnale de scurtă durată în mod repetat şi mai rapid decât aproape orice alt tip de neuron din creier.
Neuronii cu CCK se declanşează de obicei la o viteză mai tipică şi mai lentă.
Cercetări anterioare, cum este şi un articol din 2021 din revista Neuron, au sugerat că aceşti neuroni sunt de obicei activi în momente opuse, neuronii cu PV activându-se adesea înaintea şi chiar inhibându-i pe cei cu CCK.
„Este ca şi cum ar exista o dihotomie", a declarat Steven Grieco, autorul principal al studiului şi cercetător de proiect în cadrul departamentului de anatomie şi neurobiologie de la universitatea Irvine, din California.
„Descoperirea noastră ... estompează puţin această dihotomie", spune cercetătorul.
Pentru a confirma existenţa acestor celule aparent improbabile, cercetătorii au folosit mai multe metode la şoareci, inclusiv colorarea moleculară şi secvenţierea ARN-ului, care face un bilanţ al genelor care sunt folosite în mod activ pentru a produce proteine.
După ce au stabilit că unele celule aveau ambii markeri, au făcut secvenţierea ARN-ului pentru a determina care ar putea fi funcţia acestora.
De asemenea, ei au examinat celulele din ţesutul cerebral postmortem de la persoane cu afecţiuni neuropsihice şi de la cele fără afecţiuni.
Dintre neuronii inhibitori cu PV din hipocampul de şoarece - o regiune a creierului implicată în memorie - între 40% şi 56% aveau şi CCK, a constatat echipa.
Astfel de celule au apărut şi în alte părţi ale creierului de şoarece, inclusiv în neocortex, o regiune cheie pentru funcţiile cognitive „superioare", cum este percepţia.
Neuronii care au atât PV, cât şi CCK activează mai puternic genele legate de fosforilarea oxidativă, un proces prin care celulele folosesc oxigenul şi enzimele pentru a crea adenozin trifosfat (ATP), principala sursă de energie celulară a organismului.
Acest lucru sugerează că celulele au nevoie de multă energie pentru a funcţiona.
Cercetătorii au observat că, expresia acestor gene părea modificată în ţesuturile persoanelor cu autism şi schizofrenie, ceea ce indică un rol potenţial al neuronilor în aceste afecţiuni.
Descoperirile ar putea, de asemenea, să susţină o legătură potenţială între aceste afecţiuni şi stresul oxidativ, şi s-ar putea alinia cu cercetările anterioare care leagă aceste afecţiuni de disfuncţia neuronilor inhibitori ai creierului şi de o supraîncărcare rezultată în urma activităţii electrice.
Recenta cercetare nu este prima care identifică aceste celule, explică Simon Pieraut, profesor asistent de biologie la universitatea din Reno, Nevada, care nu a fost implicat în lucrare. Dar este probabil prima care se concentrează asupra neuronilor în acest mod, a precizat el.
Potrivit acestuia, şi alţi cercetători au găsit anterior neuroni cu PV şi CCK, inclusiv laboratorul său, dar nu a fost sigur dacă a fost vorba de o ciudăţenie tehnică sau de o eroare.
Este deosebit de valoros faptul că cercetătorii au folosit mai multe metode pentru a susţine existenţa acestor neuroni, a apreciat el.
Descoperirile nu stabilesc neapărat o legătură între aceşti neuroni şi afecţiuni precum schizofrenia, dar justifică continuarea cercetărilor pentru a afla dacă şi cum ar putea fi legate aceste celule de aceste tulburări, a spus Pieraut.
Astfel de cercetări ar putea fi folosite pentru a dezvolta tratamente viitoare.
„Dacă vrem să găsim un tratament în viitor, să ştim exact ce cale trebuie să fie ţintită... va fi foarte util", a concluzionat el comentând rezultatele recentului studiu.
