A Harvard Mouse Study segíthet megmagyarázni Parkinson rejtvényét
Szakértők szerint megállapításaik számos agyi rendellenesség jobb megértéséhez vezethetnek, a drogfüggőségtől a depresszióig.
A nyomozók egérmodellekkel vizsgálták a striatum dopamin neuronjait, az agy egy részét, amely mind a mozgásban, mind a tanulásban részt vesz.
Az emberekben ezek az idegsejtek felszabadítják a dopamint, egy olyan neurotranszmittert, amely lehetővé teszi számunkra, hogy olyan feladatokat hajtsunk végre, mint a séta, a beszéd és akár a billentyűzet gépelése is.
Amikor egy személynek Parkinson-kórja van, a dopamin sejtek elpusztulnak, és elvész a mozgás könnyebb megindításának képessége. A jelenlegi Parkinson-gyógyszerek a dopamin prekurzorai, amelyeket aztán az agy sejtjei dopaminná alakítanak.
Másrészt a dopamin-hiperaktivitás kábítószer-kereső magatartással társul, mivel a heroin, a kokain és az amfetaminok felpörgetik vagy utánozzák a dopamin-neuronokat, és végül megerősítik a drogfogyasztás megtanult jutalmát. Az olyan állapotok, mint a rögeszmés-kényszeres rendellenesség, a Tourette-szindróma és még a skizofrénia is összefüggésben lehetnek a dopamin helytelen szabályozásával.
A folyóirat aktuális számában Természet, Bernardo Sabatini és társszerzői, Nicolas Tritsch és Jun Ding arról számolnak be, hogy a középagy dopamin neuronjai nemcsak a dopamint, hanem a GABA nevű másik neurotranszmittert is felszabadítják, ami csökkenti az idegsejtek aktivitását.
A GABA ezen feltételezhetetlen jelenléte megmagyarázhatja, hogy a csak dopamin helyreállítása miért okozhatja a Parkinson-kór kezdeti javulását a kutatók szerint. És ha a GABA-t ugyanazok a sejtek készítik, amelyek más neurotranszmittereket, például depresszióval kapcsolt szerotonint termelnek, a hasonló egyfókuszú kezelések ugyanezen okból kevésbé lehetnek sikeresek.
"Ha az egérben találtak az emberre vonatkoznak, akkor a dopamin csak a történet fele" - mondta Sabatini.
A meglepő GABA-történet a Sabatini laboratóriumban kezdődött egy sor kísérlettel, amelynek célja annak megnézése, mi történik, amikor a sejtek dopamint szabadítanak fel.
A tudósok az optogenetikát használták, amely egy genetikai manipuláción alapuló hatékony technika, hogy a sejteket szelektíven érzékenyítse a fényre. Laboratóriumi edényekben a kutatók olyan egerek agyi szövetét tesztelték, amelyeket a dopaminneuronokban mutattak ki.
Az ilyen kísérletek során általában más neurotranszmittereket blokkolnak, hogy kiemeljék a dopamint, de Tritsch, a Sabatini labor posztdoktori munkatársa ehelyett úgy döntött, hogy a sejtet a lehető legtermészetesebb állapotban tartja.
Amikor Tritsch aktiválta a dopaminneuronokat, és megvizsgálta azok hatását a sztriatális idegsejtekre, természetesen arra számított, hogy megfigyeli a dopamin felszabadulásának hatásait.
Ehelyett a sztriatális idegsejtek gyors gátlását látta, világossá téve, hogy egy másik neurotranszmitter - amelyről kiderült, hogy a gyorsan ható GABA - működik.
Ez annyira szokatlan volt, hogy a csapat egy sor kísérletet indított, amelyek megerősítették, hogy a dopamin neuronok közvetlenül felszabadítják a GABA-t.
A kutatók ezután teszteltek más transzportereket, nullázva egy dopamint szállító fehérjét és számos más neurotranszmittert. Olyan okok miatt, amelyeket még nem értenek, ez a fehérje - a vezikuláris monoamin transzporter - szintén a GABA-t ingatja.
„Ami most ezt fontossá teszi, hogy minden olyan manipuláció, amely a vezikuláris monoamin transzporter célzásával célozta meg a dopamint, megváltoztatta a GABA-t is. És senki nem figyelt rá ”- mondta Sabatini.
„Minden olyan parkinsoni modell, amely nálunk elvesztette a dopamint, valójában a GABA-t is elveszítette. Tehát most tényleg vissza kell gondolnunk: Ezek a hatások közül melyek a GABA elvesztésének, és melyek a dopamin elvesztésének?
Anatol Kreitzer, a San Francisco-i Gladstone Neurológiai Betegkutató Intézet segédnyomozója, aki nem vett részt a kutatásban, figyelemre méltónak nevezte az eredményeket.
"Teljesen váratlan volt" - mondta Kreitzer, aki a kaliforniai Kaliforniai Egyetem (San Francisco) fiziológiai és neurológiai adjunktusa is.
„Molekuláris szinten senki sem várta el, hogy a dopaminneuronok jelentős mennyiségű GABA-t szabadítsanak fel. Funkcionális szinten meglepő, hogy az agy plaszticitásának ez a fő modulátora, amely annyira kritikus a Parkinson-kór, a tanulás és a jutalom, valamint más pszichiátriai betegségek szempontjából, szintén felszabadíthatja a GABA-t. Ez felveti a GABA szerepének kérdését. ”
A GABA nagyon gyorsan képes megváltoztatni a sejtek elektromos állapotát, gátolva azok aktivitását azáltal, hogy kevésbé ingerelhetővé teszi őket. Sabatini kíváncsi arra, hogy a GABA elvesztése a dopamin neuronokban megmagyarázhatja-e, miért néha hiperaktivitás figyelhető meg ezeknek az idegsejteknek a krónikus elvesztése után.
A következő kihívás az lesz, hogy feltárjuk, vajon a hólyagos monoamin transzportert expresszáló más idegsejtek is felszabadítják-e a GABA-t az olyan neurotranszmitterek mellett, mint a szerotonin és a noradrenalin.
A kutatók szerint a megállapítás még mindig infantilis tudásunkat bizonyítja az agy fiziológiájáról.
"Ezek a megállapítások rámutatnak arra, hogy valójában mennyit keveset tudunk az agy sejtidentitásának legalapvetőbb jellemzőiről" - mondta Sabatini.
Tritsch elmondta, hogy a dopamin megértésének egyszerű projektjeként gyorsan megváltozott az iránya, rengeteg indítással és megállással az izgalmas új eredmények felé.
"Jó lehet egy hipotézist előállítani, tesztelni, ellenőrizni, és minden a helyére kerülni" - mondta. - De a biológia ritkán működik így.
Forrás: Harvard Egyetem
