Studije koje istražuju neuronske procese uključene u regeneraciju ćelija su od ključnog značaja, jer bi mogle da utrju put ka razvoju efikasnijih tretmana za mnoge patologije povezane sa mutacijama ili propadanjem ćelija. Microglia, rezidentne imunološke ćelije mozga, postaju aktivne kao odgovor na patologije, što ponekad dovodi do hronične upale i ožiljaka tkiva.
Mehanizmi regeneracije ćelija tako regulišu reaktivnost različitih glijalnih ćelija, uključujući mikrogliju, sprečavajući dalje oštećenje i podstičući oporavak. Dok su mnoge prošle studije istraživale procese uključene u upalu, mnoga pitanja o tome kako se mozak može uspešno oporaviti nakon povreda ili patologija ostaju bez odgovora.
Istraživači sa LMU u Minhenu, Helmholtz Zentrum Minhen, Johannes Gutenberg-Universitat (JGU) i drugih instituta u Nemačkoj nedavno su sproveli studiju o zebrici sa ciljem boljeg razumevanja procesa koji podržavaju regeneraciju mozga i kod životinja i kod ljudi. Njihovi nalazi, objavljeni u Nature Neuroscience, otkrili su mikroglijalno stanje koje karakteriše akumulacija lipidnih kapljica i TDP-43+, proteina koji vezuje RNK, koji je odložio ili sprečio regeneraciju mozga nakon povrede.
„Naša logika je da razumemo proces regeneracije u model sistemima koji su podržani endogenom popravkom, a zatim primenimo tu logiku u sistemu sisara, uključujući i čoveka, kako bismo postigli bolju regeneraciju“, rekao je Jovica Ninković, jedan od istraživača koji je sproveo studiju. MedicalKspress. „Stoga smo krenuli da istražimo kako zebra blagovremeno inaktivira mikrogliju kako bi sprečila dugotrajnu upalu nakon povrede mozga.“
Sveobuhvatni cilj nedavnog rada Ninkovića i njegovih kolega bio je da se identifikuju neuronski putevi uključeni u regulaciju mikroglijalne aktivnosti, koji bi mogli biti potencijalno meta farmakoloških lekova. Istraživači su koristili svoje razumevanje biologije zebrice da identifikuju moguće terapeutske ciljeve koji bi takođe mogli biti primenljivi na mozak sisara. U svojim eksperimentima, oni su u suštini naneli male povrede zebri i posmatrali kako mozak regeneriše oštećena područja.
„Ubrzo se shvata da tako jednostavan eksperimentalni ishod zavisi od niza regulatornih procesa koji se čak razlikuju od ćelije do ćelije“, objasnio je Ninković. „Koristili smo sofisticirane metode da analiziramo promene na nivou jedne ćelije i pratimo reakciju pojedinačnih ćelija na povredu. Samo korišćenjem ovog pristupa uspeli smo da identifikujemo ‘opasnu’ mikroglijalnu populaciju koju je potrebno eliminisati da bi se postigla pravilna regeneracija. U tom slučaju smo uspeli da identifikujemo ‘opasnu’ populaciju mikroglija. “
Istraživači su primetili mikroglijalno stanje nakon traumatskih povreda, koje karakteriše nakupljanje lipidnih kapljica i TAR DNK-vezujući protein 43 (TDP-43). Da bi potvrdili hipotezu da ovo stanje ometa regeneraciju, eksperimentalno su manipulisali mozgom zebrice da bi postigli različito trajanje mikroglijalne reaktivnosti i akumulacije TDP-43.
Ovo im je na kraju omogućilo da identifikuju puteve koji regulišu reaktivnost mikroglije i na taj način promovišu regeneraciju mozga. Konkretno, otkrili su da je Granulin, protein za koji je poznato da reguliše rast i preživljavanje ćelija, posredovao u uklanjanju kapljica lipida i TDP-43 + kondenzata. Kao rezultat ovog procesa, mikroglija se vratila u svoje bazalno stanje i povređeno tkivo zebrice se regenerisalo bez ožiljaka.
Istraživači su već pokušali da procene u kojoj meri se njihovi nalazi mogu generalizovati na ljude, koristeći ljudsko tkivo nakon smrti. U budućnosti, njihov rad bi mogao da otvori put ka razvoju novih farmakoloških lekova koji promovišu regeneraciju tkiva, što bi moglo biti dragoceno za lečenje različitih patologija.
„Mislim da je identifikacija ciljanog puta leka koji treba da se aktivira da bi se sprečila dugotrajna neuroinflamacija veoma uzbudljiva, jer neuroinflamacija ne nastaje samo nakon povrede, već i kod drugih patologija i procesa, uključujući neurodegeneraciju, moždani udar i mozak. karcinomi“, dodao je Ninković. „Biće izuzetno interesantno videti u kojoj meri su mehanizmi za koje smatramo da su primenljivi na ove uslove. Ekran za male molekule koji rešavaju agregate TDP-43 u mikrogliji biće logičan sledeći korak u našem radu.“
