Astrocyty, nieznane gwiazdy badań Parkinsona

W badaniach Parkinsona jesteśmy przyzwyczajeni do słuchania o neuronach wytwarzających dopaminę, które giną z czasem. Dzisiaj, w Międzynarodowy Dzień Kobiet, patrzymy na inny rodzaj komórek i badające je kobiety.

Astrocyty to komórki w kształcie gwiazdy znajdujące się w mózgu i rdzeniu kręgowym. Są częścią większej grupy komórek zwanych glejami. Wcześniej uważano, że glej, który oznacza klej, po prostu skleja i utrzymuje wszystkie ważne neurony razem. Wiemy teraz, że odgrywają one znacznie bardziej ekspansywną i ważną rolę, a badacze badają, w jaki sposób mogą odgrywać ważną rolę w chorobie Parkinsona.

Badania sugerują, że mamy około 86 miliardów neuronów w naszych mózgach i gdziekolwiek od jednego do dziesięciu razy glejów.

Fluorescencyjne mikrografie świetlne komórek astrocytów w mózgu ludzkiego płodu. Astrocyty mają liczne gałęzie tkanki łącznej, które zapewniają wsparcie i odżywienie neuronów. Glial fibrylarne białko kwasowe jest zielone; jądra komórkowe są liliowe.

Astrocyty mają wiele funkcji i ciężko pracują nad regulacją komórek nerwowych i ich środowiska. Dostarczają składników odżywczych, czynników wzrostu i substancji chemicznych, aby utrzymać zdrowie neuronów, oczyścić nadmiar neuroprzekaźników i pomóc naprawić uszkodzenia w mózgu i rdzeniu kręgowym.

Astrocyty po raz pierwszy powiązano ze zdrowiem mózgu na początku XX wieku. Podczas badania sekcji zwłok Ladislas von Meduna, węgierski neurobiolog i psychiatra, stwierdził, że ludzie ze schizofrenią lub depresją mieli mniej astrocytów w zewnętrznej warstwie mózgu.

W jaki sposób astrocyty biorą udział w chorobie Parkinsona?

Różne badania wskazują na rolę astrocytów w rozwoju choroby Parkinsona.

Badania w Kalifornii wykazały, że w mózgach osób z chorobą Parkinsona wydaje się, że więcej astrocytów znajduje się w stanie starzenia się - w stanie, w którym komórka nie może się dalej dzielić. Naukowcy odkryli również, że ekspozycja na herbicyd, parakwat, zamienia zdrowe astrocyty w starzejące się.

W mysim modelu choroby Parkinsona usunięcie tych starzejących się komórek łagodzi uszkodzenie nerwów i zapobiega objawom rozwoju Parkinsona, co sugeruje, że starzejące się astrocyty mogą przyczyniać się do rozwoju choroby Parkinsona.

Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda odkryli, że astrocyty mogą również przekształcić się w niebezpieczne astrocyty, które nie mogą dłużej chronić komórek nerwowych i mogą je uszkodzić. Pewne warunki mogą zamienić astrocyty w „reaktywne”, które nie są już w stanie wykonać niezbędnych zadań, aby uszczęśliwić neurony. Naukowcy przeanalizowali tkankę mózgową od osób z chorobą Parkinsona i innymi chorobami neurodegeneracyjnymi. Znaleźli duże skupiska tych reaktywnych astrocytów w obszarach najbardziej dotkniętych różnymi warunkami, co sugeruje, że ich tworzenie przyczynia się do utraty neuronów w chorobie Parkinsona.

Kobiety w STEM

Kobiety są niedostatecznie reprezentowane w większości miejsc pracy w dziedzinie nauk ścisłych, technologii, inżynierii i matematyki (STEM), co stanowi zaledwie 23% osób wykonujących podstawowe zawody STEM w Wielkiej Brytanii. Mimo że luka wydaje się powoli zmniejszać, jest jeszcze wiele do zrobienia. Kobiety w tych branżach mogą napotkać pewne bariery, takie jak izolacja, brak elastycznej pracy i brak kobiecych wzorów do naśladowania.

W Parkinson's UK nie brakuje nam wzorów do naśladowania. Tutaj przyglądamy się dwóm inspirującym badaczom badającym astrocyty w chorobie Parkinsona.

Badania przesiewowe leków w celu poprawy funkcji astrocytów

Laura Ferraiuolo, badaczka z Sheffield Institute for Translational Neuroscience (SITraN), badająca, czy mitochondria, elektrownie wytwarzające energię komórek, astrocytów mogą zostać uwolnione w chorobie Parkinsona.

Mitochondria były powiązane z powrotem Parkinsona w 1989 r., Kiedy badania finansowane przez Parkinsona w Wielkiej Brytanii wykazały, że mitochondria w regionie mózgu dotkniętym chorobą Parkinsona nie funkcjonowały tak, jak powinny. Od tego czasu naukowcy próbują dowiedzieć się, co powoduje, że mitochondria przestają działać i jak je ponownie uruchomić.

Laura i jej zespół pobrali biopsje skóry od osób z chorobą Parkinsona i bez. Następnie przeprogramowali te komórki skóry na neurony i astrocyty. Odkryli, że astrocyty wytwarzane przez osoby z chorobą Parkinsona miały więcej mitochondriów, ale mitochondria te również nie działały. Bez niezawodnego źródła energii astrocyty również nie działały dobrze.

Heather Mortiboys jest pracownikiem naukowym Parkinson's UK w SITraN. Heather zbadała i oceniła tysiące istniejących leków, aby sprawdzić, czy którykolwiek z nich mógł nie wykorzystać potencjału choroby Parkinsona. Następnie wzięła najlepsze 224 leki w rankingu i przetestowała je na komórkach skóry od osób z wczesną postacią odziedziczonej choroby Parkinsona, osób z późną postacią odziedziczonej postaci choroby Parkinsona i osób z chorobą, które nie niosą żadnych genów, o których wiadomo, że zwiększają ryzyko .

Analizując ogromną ilość wytworzonych danych, Heather znalazła trzy grupy leków, które mają korzystny wpływ zarówno na mitochondria, jak i lizosomy (odpowiedzialne za usuwanie odpadów wytwarzanych przez komórki) w komórkach skóry od osób z chorobą Parkinsona.

Następnie Heather chciała zbadać, w jaki sposób te grupy leków chroniły mitochondria i lizosomy, i dowiedzieć się, czy mają one realne szanse na leczenie. W tym celu stworzyła komórki mózgowe, przeprogramowując komórki skóry.

Odkryli, że leki mogą nasilać proces, w którym uszkodzone mitochondria są rozkładane (znane jako mitofagia), z powrotem do normalnego poziomu w wytwarzanych komórkach mózgowych. Zbadali również, który szlak mitofagiczny mogą być aktywowane przez leki.

Laura testuje teraz leki zidentyfikowane przez Heather, aby sprawdzić, czy mogą również pomóc mitochondriom w astrocytach w lepszym funkcjonowaniu. W celu ochrony neuronów w chorobie Parkinsona konieczne może być również leczenie astrocytów.