Νέος χάρτης των λυσοσωμάτων του εγκεφάλου ρίχνει φως σε νευροεκφυλιστικές διαταραχές
Η σωστή λειτουργία των εγκεφαλικών κυττάρων εξαρτάται από ένα αποτελεσματικό σύστημα αποκομιδής απορριμμάτων και ανακύκλωσης. Όταν οι λυσοσώματα, οι κυτταρικοί μηχανισμοί που αναλαμβάνουν αυτές τις εργασίες, παρουσιάζουν βλάβες ή υπερφορτώνονται, αυξάνεται ο κίνδυνος εμφάνισης ασθενειών όπως η Αλτσχάιμερ και η Πάρκινσον.
Η σημασία των λυσοσωμάτων για την υγεία του εγκεφάλου
Η λειτουργία των λυσοσωμάτων είναι κρίσιμη για την υγεία του εγκεφάλου, καθώς μεταλλάξεις σε γονίδια που σχετίζονται με αυτά αποτελούν παράγοντες κινδύνου για νευροεκφυλιστικές παθήσεις. Ωστόσο, οι επιστήμονες δεν έχουν πλήρη εικόνα για το πώς ακριβώς λειτουργούν οι λυσοσώματα, ποια είναι τα προβλήματα που οδηγούν σε νευροεκφύλιση και σε ποιες κυτταρικές τύπους αρχίζει η ασθένεια.
Ο πρώτος χάρτης λυσοσωμάτων στον εγκέφαλο
Μια νέα μελέτη, που υποστηρίχθηκε από το Knight Initiative for Brain Resilience Catalyst Momentum Award, έχει δημιουργήσει τον πρώτο χάρτη λυσοσωμάτων στον εγκέφαλο, αποκαλύπτοντας ποια πρωτεΐνες σχετίζονται περισσότερο με τους λυσοσώματα σε διάφορους τύπους εγκεφαλικών κυττάρων. Τα δεδομένα αυτά, σύμφωνα με τους ερευνητές, θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην κατανόηση της λειτουργίας των λυσοσωμάτων και των συνεπειών της αποτυχίας τους.
«Τώρα γνωρίζουμε ποιες λυσοσωματικές πρωτεΐνες είναι πιο πλούσιες σε συγκεκριμένους τύπους εγκεφαλικών κυττάρων», δήλωσε ο Άλι Γκουτσανί, ερευνητικός επιστήμονας στην ομάδα του Μόνθερ Αμπού-Ρεμάιλεχ και συν-πρώτος συγγραφέας της μελέτης. «Αυτό μας επιτρέπει να κατανοήσουμε καλύτερα τις λειτουργίες αυτών των πρωτεϊνών και πώς η δυσλειτουργία τους συμβάλλει σε ασθένειες όπως η Αλτσχάιμερ και η Πάρκινσον».
Νέα ευρήματα και προοπτικές
Τα αποτελέσματα της έρευνας έχουν ήδη αποφέρει νέα ευρήματα. Όπως αναφέρθηκε στις 22 Ιανουαρίου στο περιοδικό Cell, η ομάδα χρησιμοποίησε τον χάρτη για να συνδέσει μια σπάνια νευρολογική διαταραχή, τη νόσο που σχετίζεται με το SLC45A1, με τη δυσλειτουργία των λυσοσωμάτων. Με τη δημιουργία μιας ειδικής ιστοσελίδας όπου οι άλλοι μπορούν να έχουν πρόσβαση στα δεδομένα, αυτό είναι μόνο η αρχή, σύμφωνα με τον Αμπού-Ρεμάιλεχ.
Η νέα μελέτη επεκτείνει την έρευνα που ξεκίνησε όταν η ομάδα του Αμπού-Ρεμάιλεχ άρχισε να εφαρμόζει πρωτεομική ανάλυση ειδικά στους λυσοσώματα. Η πρόκληση ήταν να απομονωθούν οι λυσοσώματα από άλλους κυτταρικούς μηχανισμούς με τρόπο που να διατηρεί την χημεία τους.
Το 2017, ο Αμπού-Ρεμάιλεχ παρουσίασε μια νέα μέθοδο, γνωστή ως LysoIP, που επισημαίνει τους λυσοσώματα ώστε να μπορούν να αφαιρεθούν και να μελετηθούν ανεξάρτητα. Το 2022, η ομάδα του επεκτάθηκε στη γενετική τροποποίηση ποντικών έτσι ώστε οι λυσοσώματα τους να εκφράζουν την ετικέτα αυτόματα. Χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο, ανακάλυψαν το ρόλο μιας συγκεκριμένης πρωτεΐνης, της CLN3, στη διάσπαση των λιπιδίων και πώς η απώλεια της CLN3 μπορεί να οδηγήσει σε νόσο Batten, μια σπάνια παιδική διαταραχή που προκαλεί συσσώρευση απορριμμάτων στα κύτταρα.
Η επιτυχία του LysoTag ενέπνευσε τον Γκουτσανί, τον Αμπού-Ρεμάιλεχ και τους συνεργάτες τους να σκεφτούν: αν γνώριζαν περισσότερα για την κατανομή πρωτεϊνών όπως η CLN3 στον εγκέφαλο, θα μπορούσαν να μάθουν περισσότερα για τις λειτουργίες και τις δυσλειτουργίες τους. «Αυτό που θέλαμε να κάνουμε ήταν να χρησιμοποιήσουμε αυτή την τεχνολογία για να δούμε τη σύνθεση του λυσοσώματος σε διαφορετικούς τύπους κυττάρων στον εγκέφαλο», δήλωσε ο Αμπού-Ρεμάιλεχ. «Σκεφτήκαμε ότι κάνοντας αυτό, θα μπορούσαμε να καταλάβουμε ποιοι λυσοσώματα σε ποιους τύπους κυττάρων είναι υπεύθυνοι για διάφορες γενετικές νευροεκφυλιστικές ασθένειες».
Η κατανόηση αυτών των μηχανισμών μπορεί να βοηθήσει τους ερευνητές και τους γιατρούς να αποκτήσουν καλύτερη εικόνα για τη νευροεκφύλιση και ίσως να οδηγήσει σε νέες θεραπευτικές προσεγγίσεις.
