O echipă de cercetători de la Universitatea din Lausanne și Centrul Wyss a descoperit un nou tip de celulă esențială pentru funcționarea creierului, situată între cele două tipuri de celule cerebrale cunoscute până acum, neuronii și celulele gliale. Noua celulă a fost identificată în mai multe regiuni ale creierului la șoareci, dar și la oameni.
Noul tip de celulă este implicată formarea amintirilor, controlul creierului asupra mișcărilor și pune în evidență apariția crizelor epileptice.
Descoperirea a fost publicat în revista Nature. Iată principalele idei:
• Cunoașterea comună era aceea că, în fapt, funcționarea creierului are la bază în primul rând neuronii și capacitatea acestora de a genera și transmite rapid informații prin rețelele pe care le formează.
• În sprijinul neuronilor, celulele gliale îndeplinesc o serie de funcții structurale, energetice și imunitare, dar au și rolul de stabiliza anumiți parametri fiziologici.
• Unele dintre celulele gliale, numite astrocite, înconjoară sinapsele (punctele de contact dintre neuroni, unde neurotransmițătorii sunt eliberați pentru a transmite informații între neuroni).
• Oamenii de știință au sugerat de mult timp că astrocitele pot avea un rol activ în transmiterea sinaptică și pot participa la procesarea informațiilor.
• Pentru a verifica ipoteza că astrocitele, ca și neuronii, sunt capabile să elibereze neurotransmițători, cercetătorii au analizat mai întâi conținutul molecular al astrocitelor folosind abordări moderne de biologie moleculară. Scopul lor a fost să găsească indicii ale mecanismului responsabil de secreția rapidă de glutamat (principalul neurotransmițător folosit de neuroni).
• Precizia permisă de abordările transcriptomice unicelulare a permis demonstrarea prezenței în celulele cu profil astrocitar a transcripției proteinelor veziculare (VGLUT), responsabile cu umplerea veziculelor neuronale, în vederea eliberării glutamatului. Aceste transcripții au fost identificate în celule de la șoareci și se pare că sunt conservate și în celule umane. Au fost identificate și alte proteine specializate în aceste celule, care sunt esențiale pentru funcționarea veziculelor glutamatergice și pentru capacitatea lor de a comunica rapid cu alte celule.
• În continuare, neurologii au încercat să afle dacă aceste celule hibride sunt funcționale, adică dacă sunt capabile să elibereze efectiv glutamat cu o viteză comparabilă cu cea a transmiterii sinaptice. Pentru a face acest lucru, cercetătorii au folosit o tehnică avansată de imagistică ce a putut vizualiza glutamatul eliberat de vezicule în țesuturile creierului și la șoarecii vii.
• A fost identificat un subgrup de astrocite care răspund la stimulări selective cu eliberare rapidă de glutamat, care a avut loc în zone delimitate spațial ale acestor celule similare cu sinapsele.
• În plus, această eliberare de glutamat exercită o influență asupra transmiterii sinaptice și reglează circuitele neuronale. Cercetătorii au reușit să demonstreze acest lucru prin suprimarea expresiei VGLUT de către celulele hibride.
• Noul tip de celule modulează activitatea neuronală, controlează nivelul de comunicare și de excitare a neuronilor. Fără acest mecanism, studiul arată că potențarea pe termen lung (un proces neuronal implicat în mecanismele de memorare) este afectată și că memoria șoarecilor este afectată.
Implicațiile acestei descoperiri se extind și asupra afecțiunilor cerebrale. Prin perturbarea astrocitelor glutamatergice, echipa de cercetători a demonstrat existența unor efecte asupra consolidării memoriei, dar a observat și legături cu patologii precum epilepsia, ale cărei crize au fost exacerbate.
Studiul arată și că astrocitele glutamatergice au și un rol în reglarea circuitelor cerebrale implicate în controlul mișcării și ar putea oferi ținte terapeutice pentru boala Parkinson.
→ O excelentă carte introductivă cu privire la cum funcționează creierul, pe care v-o recomandăm: Șapte lecții și jumătate despre creier, de Lisa Feldman Barrett (despre ale cărei idei revoluționare privind originea și manifestarea emoțiilor am scris în cadrul câtorva articole).
Sursa: MedicalXpress
