Όσοι γοητευόμαστε από τους μηχανισμούς του εγκεφάλου μας και τα εγκεφαλικά κύτταρα, ακόμη και αν δεν είμαστε ειδικοί, γνωρίζουμε τη σημασία των νευρώνων και των πολύπλοκων κυττάρων στα οποία χρωστούμε τις ικανότητές μας: να κινούμαστε, να ακούμε, να βλέπουμε, να θυμόμαστε.
Τα ευρήματα των επιστημόνων αλλάζουν το τοπίο της νευροβιολογίας: νέα εγκεφαλικά κύτταρα, που θεωρούνταν κομπάρσοι της εγκεφαλικής λειτουργίας, ανακαλύφθηκαν από τους ερευνητές και δείχνουν ότι έχουν πρωταγωνιστικό ρόλο. Αυτό θα μπορούσε να εξηγήσει πώς αναπτύσσονται ορισμένες νευροεκφυλιστικές καταστάσεις, όπως η νόσος Πάρκινσον ενώ ανοίγει το δρόμο για θεραπείες, όπως η νόσος Αλτσχάιμερ.
Τα νέα εγκεφαλικά κύτταρα που ανακάλυψαν οι ερευνητές είναι… υβριδικά!
Μια διεθνής ομάδα επιστημόνων ανακάλυψε μια εντελώς νέα μορφή εγκεφαλικών κυττάρων που κρύβονται ανάμεσα στους νευρώνες και τις υποστηρικτικές τους μονάδες.
Παραδόξως, ο νέος τύπος κυττάρων έχει χαρακτηριστικά και των δύο τύπων κυττάρων, και παίζει ενεργό ρόλο στις νευρολογικές λειτουργίες ενώ εξακολουθεί να παρέχει βοήθεια στους νευρικούς ιστούς γύρω του.
Τα αστροκύτταρα είναι άφθονα κύτταρα στον εγκέφαλο που τυλίγονται γύρω από τις νευρωνικές συνδέσεις σαν «κόλλα». Για πολλά χρόνια, οι νευροεπιστήμονες υπέθεταν ότι αυτά τα κύτταρα ήταν εντελώς παθητικά, γι αυτό και παραμελούνταν από τη νευρολογία, κάτι που όμως έχει αλλάξει. Πίστευαν μέχρι τώρα ότι υπήρχαν μόνο για να προστατεύουν τους νευρώνες. Οι 86 δισεκατομμύρια νευρώνες σε έναν ανθρώπινο εγκέφαλο αποτελούν μεγάλο μέρος της γνωστικής διαδικασίας.
Το ερευνητικό πεδίο έφερε επανάσταση όταν προέκυψαν στοιχεία ότι τα αστροκύτταρα μπορεί να συμβάλλουν στην «πυροδότηση» των νευρώνων εκκρίνοντας γλουταμικό, τον κύριο νευροδιαβιβαστή του εγκεφάλου. Το γλουταμινικό οξύ ή γλουταμικό, είναι ένας διεγερτικός νευροδιαβιβαστής που παίζει κύριο ρόλο στη μνήμη και στην μάθηση. Για να λειτουργεί σωστά ο εγκέφαλος, είναι ανάγκη το γλουταμινικό να υπάρχει στη σωστή συγκέντρωση , στη σωστή περιοχή, τη σωστή στιγμή.
Όμως, ενώ οι μελέτες στο εργαστήριο δείχνουν ότι τα αστροκύτταρα είναι ικανά να απελευθερώνουν και να απορροφούν γλουταμινικό, ο ρόλος τους σε έναν ζωντανό, υγιή εγκέφαλο εξακολουθεί να διερευνάται.
Εξερευνώντας περαιτέρω αυτήν την υπόθεση, ερευνητές από διάφορα ιδρύματα στο Ηνωμένο Βασίλειο και την Ευρώπη βρήκαν ένα υβριδικό κύτταρο στον εγκέφαλο ποντικών.
«Μεταξύ νευρώνων και αστροκυττάρων, έχουμε τώρα ένα νέο είδος κυττάρου στα χέρια μας», αναφέρει στη μελέτη ο φαρμακολόγος Andrea Volterra από το Πανεπιστήμιο της Λωζάνης στην Ελβετία (UCIL). «Η ανακάλυψή του ανοίγει τεράστιες ερευνητικές προοπτικές».
Χρησιμοποιώντας την αλληλουχία μονοκυττάρου RNA, ο Volterra και οι συνεργάτες του εντόπισαν εννέα διακριτές ομάδες αστροκυττάρων στον ιππόκαμπο του εγκεφάλου.
Το σύμπλεγμα νούμερο 7 ξεχώρισε. Εντοπίστηκε σε πολύ διακριτά μέρη του ιππόκαμπου του εγκεφάλου και διέθετε όλο τον μοριακό μηχανισμό που ήταν απαραίτητος για την παραγωγή γλουταμικού.
Χρησιμοποιώντας έναν τύπο απεικόνισης γλουταμινικού σε ζωντανά ποντίκια, οι ερευνητές βρήκαν αυτά τα εξειδικευμένα κύτταρα να απελευθερώνουν γλουταμινικό σε ακριβή σημεία που θύμιζαν μια σύναψη – τον χώρο όπου δύο νευρώνες συνήθως επικοινωνούν απελευθερώνοντας γλουταμινικό.
«Είναι κύτταρα που ρυθμίζουν τη νευρωνική δραστηριότητα, ελέγχουν το επίπεδο επικοινωνίας και διέγερσης των νευρώνων», εξηγεί η νευροεπιστήμονας Roberta de Ceglia από το UNIL.
Όταν η ερευνητική ομάδα διέκοψε αυτά τα κύτταρα που μοιάζουν με αστροκύτταρα, τα ποντίκια εμφάνισαν βλάβες στη μνήμη. Ο Volterra λέει ότι αυτός και οι συνάδελφοί του σχεδιάζουν τώρα μελλοντικές μελέτες για να διερευνήσουν το ρόλο των υβριδικών κυττάρων σε εγκεφαλικές ασθένειες όπως το Αλτσχάιμερ, όπου η μνήμη είναι εξασθενημένη.
«Αποκαλύπτοντας αυτόν τον άτυπο υποπληθυσμό εξειδικευμένων αστροκυττάρων στον εγκέφαλο των ενηλίκων, παρέχουμε πληροφορίες για τους πολύπλοκους ρόλους των αστροκυττάρων στη φυσιολογία και τις ασθένειες του κεντρικού νευρικού συστήματος (ΚΝΣ) και προσδιορίζουμε έναν πιθανό θεραπευτικό στόχο», γράφουν οι συγγραφείς της μελέτης.
Προς το παρόν, τα ειδικά κύτταρα αναφέρονται ως γλουταμινεργικά αστροκύτταρα – τα πρώτα του είδους τους.
Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο Nature.