Δύο πρωτεΐνες που εμπλέκονται σε αυτισμός έχουν βρεθεί ότι ελέγχουν τη δύναμη και την ισορροπία των συνδέσεων νευρικών κυττάρων, ανακάλυψαν ερευνητές στο Ιατρικό Κέντρο UT Southwestern.
Ιούνιος 2007 – Οι πρωτεΐνες, οι οποίες χρησιμεύουν για τη φυσική σύνδεση των νευρικών κυττάρων μεταξύ τους, ανακαλύφθηκαν πριν από περισσότερο από μια δεκαετία από επιστήμονες του UT Southwestern, αλλά η λειτουργία τους ήταν ασαφής.
Στη νέα μελέτη, η οποία εμφανίζεται στην έκδοση της 21ης Ιουνίου του περιοδικού Νευρώνας, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η μία πρωτεΐνη αυξάνει τη διεγερσιμότητα των νευρικών κυττάρων, ενώ η άλλη αναστέλλει τη δραστηριότητα των κυττάρων. Το πιο σημαντικό, αυτά τα αποτελέσματα εξαρτήθηκαν από το πόσο συχνά εκτοξεύονταν τα κύτταρα.
Τα επίπεδα δραστηριότητας των νευρώνων παίζουν ζωτικό ρόλο κατά την κανονική ανάπτυξη του εγκεφάλου στα παιδιά. Οι ενεργές συνδέσεις γίνονται ισχυρότερες και επιβιώνουν μέχρι την ενηλικίωση, ενώ οι ανενεργές εξαφανίζονται.
Ο αυτισμός πιστεύεται ότι περιλαμβάνει μια ανισορροπία διεγερτικών και ανασταλτικών νευρικών συνδέσεων, μια θεωρία που υποστηρίζεται από αυτό μελέτη, είπε ο Δρ Έγκε Καβαλάλη, αναπληρωτής καθηγητής νευροεπιστήμης και φυσιολογίας στο UT Southwestern και συγγραφέας του χαρτί.
«Μεταλλάξεις σε αυτές τις πρωτεΐνες έχουν πρόσφατα συνδεθεί με ορισμένες ποικιλίες αυτισμού», είπε ο Δρ Καβαλάλι. «Αυτή η εργασία παρέχει σαφή εικόνα για το πώς λειτουργούν οι πρωτεΐνες. Δεν μπορούμε ποτέ να σχεδιάσουμε μια θεραπευτική στρατηγική χωρίς να γνωρίζουμε τι κάνουν αυτές οι μεταλλάξεις».
Οι πρωτεΐνες ονομάζονται νευρολιγίνη-1 και νευρολιγίνη-2. Στη διασταύρωση δύο νευρικών κυττάρων, που ονομάζονται σύναψη, οι πρωτεΐνες προεξέχουν από την επιφάνεια του κυττάρου που λαμβάνει ένα σήμα από το πρώτο κύτταρο. Οι νευρολιγίνες συνδέονται με άλλα μόρια στο πρώτο κύτταρο, δημιουργώντας έτσι μια φυσική γέφυρα στη σύναψη.
Σε ορισμένες περιπτώσεις, ένα σήμα από το πρώτο κύτταρο διεγείρει το δεύτερο κύτταρο, ενώ σε άλλες συνάψεις, το σήμα αναστέλλει το δεύτερο κύτταρο.
Τα βρέφη γεννιούνται με πολύ περισσότερες συνάψεις, τόσο διεγερτικές όσο και ανασταλτικές, από ό, τι καταλήγουν οι ενήλικες. Σε μια διαδικασία που ονομάζεται κλάδεμα, οι συνάψεις που είναι ανενεργές κατά την ανάπτυξη εξαφανίζονται ενώ οι ενεργές πολλαπλασιάζονται.
Στην τρέχουσα μελέτη, οι ερευνητές χειρίστηκαν γενετικά τους νευρώνες αρουραίου σε καλλιέργεια, έτσι ώστε τα κύτταρα να δημιουργήσουν υπερβολική ποσότητα νευρολιγίνης-1. Τα κύτταρα ανέπτυξαν διπλάσιο αριθμό συνάψεων από τον συνηθισμένο, εγείροντας το ερώτημα εάν η νευρολιγίνη-1 συνέβαλε στο σχηματισμό πρόσθετων συνάψεων ή συνέβαλε στην αποτυχία των υπαρχόντων να είναι κλαδεύονται. Παρόμοιες δοκιμές έδειξαν ότι η περίσσεια νευρολιγίνης-2 οδήγησε επίσης σε περισσότερες συνάψεις, αλλά σε αυτή την περίπτωση, οι συνάψεις ήταν ανασταλτικές.
Όταν τα κύτταρα που υπερέκφραζαν είτε τη νευρολιγίνη-1 είτε τη νευρολιγίνη-2 εμποδίστηκαν χημικά να πυροδοτηθούν, δεν ανέπτυξαν περίσσεια συνάψεων, παρά την παρουσία των αντίστοιχων πρωτεϊνών.
Μαζί, οι δοκιμές υποδεικνύουν ότι τα νευρικά κύτταρα με περίσσεια νευρολιγινών ανέπτυξαν επιπλέον συνάψεις μόνο όταν αυτά τα κύτταρα αφήνονται να πυροδοτηθούν.
«Οι δύο νευρολιγίνες έχουν συμπληρωματικούς ρόλους υπό φυσιολογικές συνθήκες, με τη νευρολιγίνη-1 να αυξάνει τη διεγερτική δράση οι δεσμοί μεταξύ των νευρικών κυττάρων και η νευρολιγίνη-2 αυξάνοντας τον αριθμό των ανασταλτικών συνδέσμων, δημιουργώντας μια ισορροπία», δήλωσε ο Δρ Καβαλάλη είπε. «Και στις δύο περιπτώσεις, οι νευρολιγίνες δεν είναι απαραίτητες για τη δημιουργία των συνάψεων, αλλά έχουν κάποιο ρόλο προσδιορίζοντας ποιες συνάψεις το κάνουν μακροπρόθεσμα και, επομένως, ρυθμίζοντας πόσο ανταποκρίνονται τα νευρικά κύτταρα είναι."
Επειδή οι μεταλλάξεις στις νευρολιγίνες συμβαίνουν σε ορισμένα άτομα με διαταραχές του φάσματος του αυτισμού, οι ερευνητές κατασκεύασαν επίσης μια μετάλλαξη στη νευρολιγίνη-1 συγκρίσιμη με αυτή που παρατηρήθηκε σε ανθρώπους και εισήγαγε τις μεταλλαγμένες νευρολιγίνες σε αρουραίους νευρώνες.
«Τα νευρικά κύτταρα που φέρουν τη μεταλλαγμένη νευρολιγίνη παρουσίασαν δραματική μείωση στον αριθμό των συνάψεων και περισσότερο από διπλή μείωση της διεγερσιμότητας, δείχνοντας ότι η μετάλλαξη παρεμβαίνει στη σταθερότητα των συνάψεων», δήλωσε ο Δρ Καβαλάλη είπε.
