Astrocyty: Nová hvězda ve výzkumu HCH?

Nový článek shrnuje, co výzkumníci zjistili o typu mozkové buňky zvané astrocyt. Tyto buňky ve tvaru hvězdy pomáhají udržovat mozkové buňky zdravé a mohly by být využity pro vývoj nových terapií HCH.

Nejviditelnější změny související s Huntingtonovou chorobou (HCH) se dějí v neuronech , buňkách nervového systému, které vysílají a přijímají informace v mozku a míše. HCH však postihuje mnoho různých typů buněk. Nedávno publikovaný článek revidoval výsledky výzkumu z různých laboratoří, popisující, jak specifický typ mozkových buněk, nazývaných astrocyt, funguje v souvislosti s HCH. Tento článek podrobně popisuje, proč je vhodné zkoumat více než jen neurony, aby vědci mohli vyvinou účinnou léčbu HCH.

Mozek – více než jen neurony

Gen huntingtin ( HTT ) se nachází v každé buňce našeho těla. To znamená, že rozšířená repetice CAG v genu HTT , která způsobuje HCH, se také nachází v každé buňce. Existují však určité orgány, jako je mozek, které jsou citlivější na poškození způsobené mutovanou bílkovinou huntingtin. V mozku existují určité oblasti, které se ukázaly jako zvláště zranitelné při HCH, jako je striatum – část mozku, která je téměř přesně ve středu a pomáhá kontrolovat funkce, jako je rozhodování a mimovolní pohyby.

Striatum se skládá z různých typů buněk, včetně neuronů , o kterých v souvislosti s HCH slýcháme hodně. Neurony jsou buňky ve tvaru stromu, které přenášejí elektrické signály, které nám umožňují myslet, cítit a pohybovat se. Náhodou jsou také buněčným typem, který je nejvíce postižen HCH a jak nemoc postupuje, tak přestávají fungovat. Ale nejhojnějším buněčným typem ve striatu nejsou neurony , je to ve skutečnosti buněčný typ zvaný glia.

Glia jsou podpůrné buňky, které udržují mozek zdravý. Existuje několik různých typů glií a novější důkazy z výzkumu HCH ukázaly, že tyto buňky také hrají určitou roli v průběhu a projevech HCH. Pochopení toho, jak ovlivňují HCH by mohlo pomoci v hledání nových terapií.

Astrocyty kradou „světlo reflektorů"

Konkrétním typem glií, který si v poslední době získal velkou pozornost ve výzkumu HCH, je buněčný typ nazývaný astrocyty. Jsou to buňky ve tvaru hvězdy, které podporují neurony tím, že zajišťují „příjemné prostředí", ve kterém mohou prosperovat – vyrovnávají chemické látky kolem neuronů, poskytují živiny a chrání je. Motto astrocytů je „šťastný neuron – zdravý mozek"!

Aby neurony v mozku fungovaly správně, je potřeba hodně astrocytů. Asi 20–40 % mozku tvoří astrocyty! Na rozdíl od neuronů se mohou astrocyty „množit", a v souvislosti s HCH ani neumírají ve velkém počtu, na rozdíl od neuronů. Zdá se totiž, že se mění. Předpokládá se, že tyto změny ovlivňují na jejich schopnost podporovat neurony a udržovat je funkční. Tyto změny mohou nakonec mohou být důsledkem „umírání" neuronů.

Dr. Baljit Khakh z University of California, Los Angeles a Dr. Steve Goldman z University of Rochester se spojili, aby napsali komplexní přehled vědeckých poznatků z posledních 10 let na téma HCH a astrocyty. Dr. Khakh a Goldman jsou oba odborníci na neurodegenerativní onemocnění a svou kariéru z velké části zaměřili na studium glií a astrocytů. Jejich přehled pokryl to, co víme o astrocytech z lidských mozků a myších modelů, a zároveň navrhli, jak můžeme tyto informace využít k vývoji léčiv .

Slepice nebo vejce

Vzorky tkání od pacientů, kteří posmrtně darovali své mozky na výzkum, nám pomohly pochopit astrocyty. Tyto vzácné vzorky nám ukazaly, že v mozku pacienta s HCH astrocyty mění tvar a ztrácejí molekulární „značky", které přispívají k jejich jedinečné identitě. Tyto změny v astrocytech postupují se závažností HCH a předpokládá se, že snižují jejich schopnost správně fungovat. Z lidských mozků však není jasné, zda jsou změny v astrocytech příčinou nebo důsledkem úmrtnosti neuronů.

Aby vědci pochopili příčinu a následek mezi astrocyty a neurony, zkoumají více zvířecí modely, které umožňují hledat odpovědi na složité biologické otázky, a které nelze provést se vzorky lidské tkáně.

Astrocyty – příčina i následek

Když se vědci podívali na tvar a funkci astrocytů u myší s HCH, zjistili podobné změny, jaké viděli v mozcích u lidí. Výzkumníci také zjistili, že změny tvaru astrocytů byly pozorovány předtím, než neurony ztratily schopnost komunikovat. Kromě toho vědci zaznamenali změny v hladinách draslíku a vápníku produkovaných astrocyty. Neurony využívají tyto prvky ke komunikaci v celém mozku a těle. Tato zjištění mohou naznačovat, že HCH vede ke změnám v astrocytech, které způsobují rozpad neuronů.

Pomocí technik genetické manipulace u myší výzkumníci snížili mutovanou DNA kopii HTT pouze v astrocytech nebo pouze v neuronech . Tato technika jim umožnila zjistit, který typ buněk způsobuje konkrétní důsledky HCH. Docela chytrá taktika! Zjistili, že symptomy HCH u myší, jako jsou změny v chování, pocházejí primárně z neuronů a tyto změny v neuronech narušují funkci astrocytů.

Zdá se však, že tyto výsledky jsou nejednoznačné – nelze jasně určit, zda dochází nejdříve k poškození astrocytů nebo neuronů? Je to trochu scénář slepice a vejce. Je však jasné, že oba typy buněk jsou provázány a jejich funkčnost/nefunkčnost je spojena s projevy HCH.

Jiná skupina vědců použila náhradu buněk ke zkoumání role astrocytů u HCH. Transplantovali „zdravé" astrocyty do myši s HCH a zjistili, že myši měly méně příznaků a žily déle. Provedli také opačný experiment transplantací „nemocných" astrocytů do zdravých myši a zjistili, že u těchto myší se vyvinuly příznaky HCH. Tato zjištění naznačují, že alespoň některé symptomy HCH jsou způsobeny astrocyty a že nahrazení nemocných astrocytů by mohlo být možnou terapií symptomů HCH.

Spolupracujte na účinné léčbě

Studie naznačují, že zvířecí modely přesně napodobují HCH změny v astrocytech, které pozorujeme u lidí. Od těchto zvířat jsme se naučili, že úbytek neuronů může být hlavním důvodem symptomů HCH. Některé symptomy však mohou být způsobeny i samotnými astrocyty, jejichž snížená funkce dále narušuje neurony.

Autoři naznačují, že nejúčinnější terapeutické strategie budou pravděpodobně vyžadovat dvojí přístup: snížení mutovaného genu v neuronech a zároveň obnovení schopnosti astrocytů vytvářet podpůrné prostředí v mozku.

Vědci zatím prokázali, že u HCH jsou postiženy jak neurony, tak astrocyty. Buněčné typy spolu spolupracují a pochopení toho, jak se vzájemně ovlivňují, může vést k vývoji účinných terapeutických strategií.

Autor: Dr. Sarah Hernandez, Dr. Leora Fox

Zdroj: www.hdbuzz.net, duben 2023