Više od neurona – novi model proučavanja zapaljenja mozga

Najuobičajeniji tip glijalnih ćelija su astrociti, značajni za očuvanje zdravlja i aktivnosti neurona. Uprkos tome, većina postojećih laboratorijskih modela čovekovog mozga ne uključuje astrocite u dovoljnim merama ili uopšte, piše MedicalXpress.

Naučnici sa Solkovog instituta za biološke studije u Kaliforniji napravili su novi organoidni model ljudskog mozga – trodimenzionalnu kolekciju ćelija koja imitira osobine tkiva – uključujući razvijene, funkcionalne astrocite. Pomoću ovog modela bogatog astrocitima istraživači će moći da izučavaju inflamaciju i stres u starenju i bolestima poput Alchajmerove, jasnije i dublje nego ranije.

Preporučujemo

Model je već upotrebljen za otkrivanje veze između nepravilnog funkcionisanja astrocita i zapaljenja, kao i potencijalne mete čije tretiranje može raskinuti tu vezu.

„Astrociti su najbrojnija vrsta glijalnih ćelija u mozgu, ali su ipak nedovoljno predstavljene u organoidnim modelima mozga“, kaže profesor Rasti Gejdž. „Naš model ispravlja taj nedostatak, omogućavajući proučavanje mnogih načina na koje su astrociti bitni za funkcionisanje mozga i kako reaguju na stres i zapaljenje u različitim neurološkim stanjima“.

Organoidi su tokom poslednjih 10 godina postali opšteprihvaćen instrument – mogu da imitiraju razvoj čoveka i stvaranje organa bolje nego drugi laboratorijski sistemi, omogućavajući ispitivanje kako lekovi ili bolesti deluju na ćelije u realističnijem okruženju.

Moždani organoidi se obično uzgajaju u laboratorijskim posudama, ali je problematičan njihov ograničen kapacitet za efikasnu proizvodnju izvesnih moždanih ćelija kao što su astrociti.

Astrociti se razvijaju istim putem kao neuroni. Počinju kao nervna matična ćelija, a izvesni molekularni mehanizam je pretvara u astrocit. Radi stvaranja moždanog organoida sa mnoštvom astrocita, istraživači su tragali za načinom da pokrenu taj mehanizam.

U tom cilju su ubacili određene gliogenske supstance u organoid. Organoidima proizvedenim u laboratorijskoj posudi nedostajala je mikrosredina i neuronska struktura ljudskog mozga. Organoidi su transplantirani u mišje modele, okruženje sličnije ljudskom mozgu, omogućavajući im dalji razvoj tokom nekoliko meseci.

Pošto su osmotrili razvoj astrocita i sazrevanje u transplantiranim organoidima, istraživači su se okrenuli istraživanju uloge astrocita u procesu neuroinflamacije. Starenje i s njim povezane neurološke bolesti imaju jake veze sa imunskim sistemom i zapaljenjem, i neuronaučnici se dugo pitaju da li su astrociti takođe uključeni u tu vezu.

Istraživači su ubacili proinflamatornu supstancu u transplantirane organoide i otkrili da se jedan podtip astrocita aktivira i podupire dalje proinflamatorne putanje.

Osim toga, otkrili su da molekul CD38 ima bitan uticaj na metabolički i energetski stres tih reaktivnih astrocita. Inhibitori CD38 bi mogli ublažiti neuroinflamaciju i povezane stresove koje izazivaju reaktivni astrociti.

„Pomoću ovog modela smo već otkrili vezu između zapaljenja i nepravilnog funkcionisanja astrocita, kao i da je CD38 moguća meta za tretman radi prekidanja te veze“, kažu naučnici.

(Telegraf Nauka/MedicalXpress)