New colpevole per le crisi epilettiche: Alcuni sequestri nascono nelle cellule gliali

Maggio 10, 2016 Admin Salute 0 0
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Crisi epilettiche si verificano quando i neuroni nel cervello diventano eccessivamente attiva. Tuttavia, un nuovo studio da neuroscienziati del MIT suggerisce che alcuni sequestri possono provenire da cellule non neuronali conosciuti come glia, che per lungo tempo si credeva a svolgere un ruolo di supporto in mera funzione del cervello.

In uno studio di moscerini della frutta, i ricercatori hanno identificato una mutazione cellule gliali che fa linea molto più inclini ad attacchi epilettici. Le mutazioni nel gene che influenza la comunicazione cellule gliali 'con i neuroni, sembrano rendere i neuroni più eccitabili. Ciò rende l'eccitabilità linea più probabile cogliere in risposta a stimoli ambientali, come temperature estreme.

Questa è la prima volta che qualcuno ha dimostrato, in animali vivi, che le mutazioni nelle cellule gliali possono produrre crisi epilettiche. Contrastare gli effetti della mutazione gliale potrebbe essere una nuova strategia promettente per lo sviluppo di trattamenti di epilessia, dice Troy Littleton, un professore del MIT di biologia e leader del team di ricerca.




"Questo percorso di segnalazione dalla glia ai neuroni probabile controlla le proprietà dei neuroni, e se è iperattivata, i neuroni fuoco troppo. Tutto ciò che impedisce che l'iperattività potrebbe essere un potenziale terapeutico", spiega Littleton, che è anche un membro del MIT di Picower Institute for Learning and Memory.

Littleton e autore principale Jan Melom, uno studente laureato in Dipartimento di Biologia del MIT, hanno descritto le loro nuove scoperte nel 16 gennaio edizione on line del Journal for Neuroscience.

Origine dei sequestri

Cellule gliali, che costituiscono circa la metà delle cellule del cervello, hanno molti ruoli, inclusi neuroni ammortizzazione e aiutandole formano connessioni tra loro. Tuttavia, negli ultimi anni, neuroscienziati hanno trovato prove di funzioni più importanti, come l'assistenza nella comunicazione tra neuroni.

Studi precedenti avevano dimostrato che le cellule gliali diventano iperattivi durante le crisi epilettiche, ma non era chiaro se l'iperattività delle cellule gliali 'stata la causa del sequestro o se fossero semplicemente reagendo alla iperattività neuronale. Il nuovo studio mostra che le cellule gliali sono infatti provocando il sequestro, secondo i ricercatori.

"Sappiamo che stiamo buttando giù un gene che è espresso solo in questa popolazione di una cella, di glia", dice Melom. "E 'inequivocabile che il sequestro nasce originariamente da difetti della glia, piuttosto che nei neuroni."

Laboratorio di Littleton utilizza i moscerini della frutta come organismo modello per lo studio dello sviluppo neuronale e la formazione di sinapsi, i collegamenti tra i neuroni. Per individuare i geni coinvolti in questi processi, mutano mosca genomi di frutta e schermo in linea che ne derivano per i tratti anomali. La maggior parte delle mutazioni si verificano nei neuroni, ma in questo caso, i ricercatori hanno trovato che vola con mutazioni in un gene gliali hanno chiamato zydeco causato linea di sottoporsi convulsioni ad alte temperature.

Ulteriori studi del gene zydeco rivelato che la sua funzione normale è quello di sbarazzarsi di calcio all'interno della glia. Questo aiuta a regolare le fluttuazioni gliali a livelli di calcio, che il team del MIT osservato per la prima volta in volo glia.

Quando zydeco è mutato, le fluttuazioni fermano, causando il calcio per costruire all'interno delle cellule gliali. Attraverso un processo sconosciuto, questo induce i neuroni vicini per diventare iperattivi e li rende più propensi a cogliere in risposta al calore, freddo o agitazione. "E 'chiaro che il loro sistema nervoso sono hyperexcitable a un sacco di stimoli ambientali", spiega Littleton.

Questo è uno dei pochi esempi scienziati hanno trovato di attività glia influenzare cottura neuroni.

"I neuroni sono ancora portando le principali informazioni," afferma Littleton. "Sono quelli che parlano. Ma glia sono in qualche modo in ascolto e modulando l'uscita dei neuroni. Se questa uscita è interrotta da glia, provoca l'intero sistema a fallire."

Fonti di eccitazione

I ricercatori stanno ora esplorando il legame tra i livelli di calcio gliali e eccitabilità neuronale. Una teoria è che troppo calcio produce una marea di neurotrasmettitori o di altri fattori che glia normalmente secernono in modo strettamente regolamentato. Questa secrezione non regolamentata potrebbe hyperexcite neuroni, dice Littleton.

"Glia sono arruolato nella conversazione che i neuroni stanno avendo, e si può modulare che rilasciando questi fattori che controllano l'attività", spiega Littleton. "Elevato calcio può creare una situazione in cui la glia non stanno rilasciando questi fattori in modo regolato, ma stanno rilasciando loro tutto il tempo."

Nel cervello umano, astrociti sono le cellule più simili al frutto volare cellule gliali osservati in questo studio, secondo i ricercatori. Queste cellule avvolgono i corpi cellulari dei neuroni e sono anche il tipo più abbondante di cellule gliali del cervello umano. Non è ancora noto se queste cellule esprimono una delle cinque versioni umane del gene zydeco.

Anche se sono necessari ulteriori studi, i risultati suggeriscono che impedisce il calcio di accumularsi nelle cellule gliali o astrociti potrebbe ridurre l'eccitabilità neuronale e diminuire la tendenza a cogliere in risposta a stimoli ambientali, secondo i ricercatori. "E 'ancora lontano, ma il lavoro mosca suggerisce che la riduzione dei livelli di calcio gliali sarebbe efficace a tonificare giù eccitabilità", dice Littleton.

Tali farmaci potrebbero anche eliminare gli effetti collaterali sedativi spesso osservati con gli attuali farmaci epilessia, dice Maiken Nedergaard, professore di neurochirurgia presso l'Università di Rochester, che non è stato coinvolto nella ricerca.

"Si potrebbe immaginare nuovi farmaci che hanno come target le cellule gliali e non rallentano il cervello tanto", dice Nedergaard, aggiungendo che lo studio è un importante passo avanti nella comprensione del ruolo delle cellule gliali 'nel cervello.

I ricercatori del MIT stanno ora cercando altri componenti del percorso che collega i livelli di calcio gliali di iperattività neuronale, che potrebbe portare alla scoperta di altri potenziali bersagli farmacologici.

Lo studio è stato finanziato dal National Institutes of Health.

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