Μνήμη – Εγκέφαλος: Αποκαλύφθηκε βασικός μηχανισμός πίσω από τη συνδεσιμότητα του εγκεφάλου και της μνήμης

Ομάδα ερευνητών του University College London ερεύνησε το μηχανισμό που οδηγεί στην κατάρρευση της επικοινωνίας σε ενήλικες εγκεφάλους – ειδικά την απώλεια των συνδέσεων μεταξύ των νευρικών κυττάρων στον ιππόκαμπο, μια περιοχή του εγκεφάλου για τη μάθηση και τη μνήμη. Η ομάδα βρήκε ότι οι πρωτεΐνες Wnt παίζουν βασικό ρόλο στην διατήρηση της συνδεσιμότητας των νεύρων στους ενήλικες εγκεφάλους και θα μπορούσαν να γίνουν στόχοι για νέες θεραπείες που προλαμβάνουν και αποκαθιστούν τις εγκεφαλικές λειτουργίες σε νευροεκφυλιστικές ασθένειες.

Η κατάρρευση των συνδέσεων μεταξύ των νευρικών κυττάρων είναι ένα πρώιμο χαρακτηριστικό ασθενειών όπως η νόσος του Alzheimer και είναι γνωστό ότι προκαλούν ενοχλητικά συμπτώματα όπως την εξασθένιση μνήμης και σκέψης, αλλά οι βιολογικές διαδικασίες πίσω από αυτή την κατάρρευση είναι ελάχιστα κατανοητές. Τα νευρικά κύτταρα συνδέονται σε σημεία επικοινωνίας που ονομάζονται συνάψεις και ο αργός εκφυλισμός αυτών των συνδέσεων είναι μια ενδιαφέρουσα περιοχή μελέτης για ερευνητές που αναζητούν τρόπους να επιβραδύνουν ή να σταματήσουν την νόσο του Alzheimer.

«Οι συνάψεις είναι απολύτως κρίσιμες για όλα όσα κάνει ο εγκέφαλός μας», είπε η επικεφαλής συγγραφέας, καθηγήτρια Patricia Salinas από το ερευνητικό τμήμα κυττάρου και αναπτυξιακής βιολογίας του UCL. «Όταν αυτά τα σημαντικά σημεία επικοινωνίας χάνονται, τα νευρικά κύτταρα δεν μπορούν να ανταλλάξουν πληροφορίες και αυτό οδηγεί σε συμπτώματα όπως προβλήματα μνήμης και σκέψης. Η διαδρομή των Wnt αποκαλύπτεται βασικός παίκτης στη ρύθμιση της διαμόρφωσης, της διατήρησης και της λειτουργίας των συνάψεων και έχουμε παράσχει ισχυρά στοιχεία ότι οι πρωτεΐνες Wnt είναι επίσης κρίσιμες για τη μνήμη. Η κατανόηση του ρόλου των Wnt στη νόσο του Alzheimer, είναι ένα σημαντικό επόμενο βήμα, καθώς υπάρχει η δυνατότητα να μπορέσουμε να στοχεύσουμε τα επακόλουθα γεγονότα με φάρμακα. Η πρόληψη ή η ανατροπή των διακοπών στη συνδεσιμότητα και επικοινωνία μεταξύ νευρικών κυττάρων στη νόσο του Alzheimer θα ήταν ένα τεράστιο βήμα μπροστά».

Αυξανόμενα στοιχεία υποστηρίζουν ότι η ανεπάρκεια στη λειτουργία των Wnt συμβάλλει στη διακοπή της εγκεφαλικής συνδεσιμότητας στη νόσο του Alzheimer και κατά συνέπεια στην απώλεια μνήμης. Η ομάδα μελέτησε σε εγκεφαλικά κυκλώματα και μνήμη, την επίδραση μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται Dkk1, γνωστή για το μπλοκάρισμα της δράσης των Wnts και τη βρήκε σε υψηλά επίπεδα σε ανθρώπους με Alzheimer.

Χρησιμοποιήθηκαν γενετικά τροποποιημένα ποντίκια στα οποία μπορεί να ενεργοποιηθεί η Dkk1 διακόπτοντας τη δράση των Wnts και τη σειρά των παραγόμενων αποτελεσμάτων τους. Για την αποφυγή οποιασδήποτε διακοπής της κανονικής ανάπτυξης του εγκεφάλου που θα προκαλούνταν από τις Wnts και Dkk1, οι ερευνητές περίμεναν μέχρι να ενηλικιωθούν τα ποντίκια πριν ενεργοποιήσουν την Dkk1 σε μια περιοχή του εγκεφάλου σημαντική για τη διαμόρφωση νέων αναμνήσεων.

Όταν η Dkk1 ενεργοποιήθηκε στα ενήλικα ποντίκια, οι ερευνητές βρήκαν τα ποντίκια να έχουν προβλήματα μνήμης και αυτό συνέπιπτε με την παρουσία λιγότερων συνάψεων μεταξύ των νευρικών κυττάρων, δείγμα μιας επικοινωνιακής κατάρρευσης. Ωστόσο, όταν οι ερευνητές απενεργοποιούσαν την Dkk1, τα ποντίκια δεν είχαν πλέον προβλήματα μνήμης, ο αριθμός των συνάψεων αυξήθηκε στα κανονικά επίπεδα και τα εγκεφαλικά κυκλώματα αποκαταστάθηκαν.

«Η μελέτη προσθέτει επιπλέον βάρος σε ένα αυξανόμενο σώμα στοιχείων που εμπλέκουν τις Wnts και τις σχετικές πρωτεΐνες με τη συνδεσιμότητα των νευρικών κυττάρων και τη μνήμη», δήλωσε ο Dr Simon Ridley, διευθυντής έρευνας στην εταιρία για την έρευνα της νόσου Alzheimer, στο Ηνωμένο Βασίλειο. «Κατανοώντας τους μηχανισμούς που διέπουν τα υγιή νευρικά κύτταρα, μπορούμε να σταματήσουμε καλύτερα αυτό που συμβαίνει όταν αυτές οι διαδικασίες πάνε τόσο λάθος».

«Αυτή η έρευνα βάζει ένα στέρεο θεμέλιο για μελλοντική εργασία για την διερεύνηση του ρόλου των Wnts σε ασθένειες όπως η νόσος του Alzheimer. Οι ερευνητές έχουν κάνει τεράστια βήματα μπρος την κατανόηση του τί συμβαίνει σε υγιή και σε ασθενή εγκέφαλο και τώρα πρέπει να κεφαλαιοποιήσουμε αυτές τις ανακαλύψεις για να αποδώσουμε αποτελεσματικές θεραπείες που μπορούν να μεταμορφώσουν ζωές».

Πηγή: University College London

Περισσότερα στη μελέτη (ελεύθερη πρόσβαση): Reversal of Synapse Degeneration by Restoring Wnt Signaling in the Adult Hippocampus. Current Biology.