Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Wisconsin-Madison εντόπισαν μία πρωτεΐνη «κλειδί» για την ανάπτυξη ενός τύπου εγκεφαλικού κυττάρου που πιστεύεται ότι παίζει ρόλο σε διαταραχές όπως το Αλτσχάιμερ και το Πάρκινσον. Χρησιμοποίησαν μάλιστα την ανακάλυψη αυτή για να αναπτύξουν νευρώνες από βλαστοκύτταρα για πρώτη φορά.

Οι νευρώνες νορεπινεφρίνης που προέρχονται από βλαστοκύτταρα του τύπου που βρίσκονται σε ένα τμήμα του ανθρώπινου εγκεφάλου που ονομάζεται locus coeruleus μπορούν να επιτρέψουν την έρευνα σε πολλές ψυχιατρικές και νευροεκφυλιστικές ασθένειες και να παρέχουν ένα εργαλείο για την ανάπτυξη νέων τρόπων αντιμετώπισής τους.

Ο Yunlong Tao, ερευνητής στο Πανεπιστήμιο Nanjing στην Κίνα, ο οποίος ήταν καθηγητής ερευνητής στο UW–Madison's Waisman Center όταν πραγματοποιήθηκε η μελέτη, και ο Su-Chun Zhang, καθηγητής νευροεπιστήμης και νευρολογίας στο UW–Madison, δημοσίευσαν την εργασία τους για τα κύτταρα που αποκαλούν νευρώνες LC-NE στο περιοδικό Nature Biotechnology.

Οι νευρώνες της νορεπινεφρίνης στον coeruleus ρυθμίζουν τον καρδιακό παλμό, την αρτηριακή πίεση, τη διέγερση, τη μνήμη, την προσοχή και τις αντιδράσεις «μάχομαι ή φεύγω». Οι άνθρωποι έχουν περίπου 50.000 LC-NE νευρώνες στον οπίσθιο εγκέφαλο, όπου βρίσκεται ο coeruleus. Από εκεί, οι νευρώνες LC-NE φτάνουν σε όλα τα μέρη του εγκεφάλου και του νωτιαίου μυελού.

«Οι νευρώνες της νορεπινεφρίνης στο locus coeruleus είναι απαραίτητοι για τη ζωή μας. Το ονομάζουμε κέντρο ζωής», λέει ο Zhang. «Χωρίς αυτά τα νευρικά κύτταρα, πιθανότατα θα είχαμε εξαφανιστεί από τη Γη» προσθέτει.

Αυτοί οι νευρώνες παίζουν επίσης ρόλο, αν και άγνωστο, σε διάφορες νευροεκφυλιστικές και νευροψυχιατρικές ασθένειες. Σε πολλές νευροεκφυλιστικές ασθένειες όπως το Αλτσχάιμερ και το Πάρκινσον, οι νευρώνες αρχίζουν να εκφυλίζονται σε πολύ πρώιμο στάδιο - μερικές φορές χρόνια πριν αρχίσουν να δυσλειτουργούν άλλες περιοχές του εγκεφάλου.

Νευρώνες LC-NE

Στη νέα μελέτη, οι επιστήμονες αναγνώρισαν την ACTIVIN-A, μια πρωτεΐνη που ανήκει σε μια οικογένεια αυξητικών παραγόντων, ως σημαντική για τη ρύθμιση της νευρογένεσης στους ανθρώπινους νευρώνες ΝΕ. «Έχουμε κάποια νέα κατανόηση σχετικά με την ανάπτυξη του locus coeruleus», λέει ο Tao. «Αυτό είναι το σημαντικό εύρημα σε αυτό το έγγραφο και με βάση αυτό το εύρημα, είμαστε σε θέση να δημιουργήσουμε νευρώνες νορεπινεφρίνης locus coeruleus», συμπλήρωσε.

Για να δημιουργήσουν νευρώνες LC-NE, οι ερευνητές μετέτρεψαν ανθρώπινα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα σε κύτταρα από τον οπίσθιο εγκέφαλο. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας το ACTIVIN-A και μια σειρά πρόσθετων σημάτων, οδήγησαν την ανάπτυξη των κυττάρων προς τη μοίρα τους ως νευρώνες LC-NE.

Μετά τη μετατροπή τους, τα κύτταρα έδειξαν τυπικά χαρακτηριστικά των λειτουργικών νευρώνων LC-NE στον ανθρώπινο εγκέφαλο, απελευθερώνοντας τον νευροδιαβιβαστή νορεπινεφρίνη. Τα νέα κύτταρα μπορούν να χρησιμεύσουν ως μοντέλα για ασθένειες στον άνθρωπο, επιτρέποντας στους επιστήμονες να ελέγχουν φάρμακα για πιθανές θεραπείες και να απαντούν σε ερωτήσεις όπως γιατί τα κύτταρα στον coeruleus πεθαίνουν τόσο νωρίς σε νευροεκφυλιστικές ασθένειες.