Studiul Harvard Mouse poate ajuta la explicarea puzzle-ului Parkinson
Experții spun că descoperirile lor ar putea duce la o mai bună înțelegere a multor tulburări ale creierului, de la dependența de droguri până la depresie.
Anchetatorii au folosit modele de șoarece pentru a studia neuronii dopaminei în striat, o regiune a creierului implicată atât în mișcare, cât și în învățare.
La oameni, acești neuroni eliberează dopamină, un neurotransmițător care ne permite să îndeplinim sarcini precum mersul pe jos, vorbirea și chiar tastarea pe tastatură.
Când o persoană are Parkinson, celulele dopaminei mor și se pierde capacitatea de a iniția cu ușurință mișcarea. Medicamentele Parkinson actuale sunt precursori ai dopaminei, care sunt apoi convertiți în dopamină de către celulele din creier.
Pe de altă parte, hiperactivitatea dopaminei este asociată cu comportamente de căutare a drogurilor, deoarece heroina, cocaina și amfetaminele revin sau imită neuronii dopaminei, consolidând în cele din urmă recompensa învățată a consumului de droguri. Condiții precum tulburarea obsesiv-compulsivă, sindromul Tourette și chiar schizofrenia pot fi, de asemenea, legate de nereglementarea dopaminei.
Într-un număr actual de Natură, Bernardo Sabatini și coautorii Nicolas Tritsch și Jun Ding raportează că neuronii dopaminei din creierul mediu eliberează nu numai dopamină, ci și un alt neurotransmițător numit GABA, care scade activitatea neuronală.
Această prezență nebănuită a GABA ar putea explica de ce restaurarea numai a dopaminei ar putea determina îmbunătățiri inițiale la pacienții cu Parkinson să scadă în cele din urmă, spun cercetătorii. Și dacă GABA este produs de aceleași celule care produc alți neurotransmițători, cum ar fi serotonina legată de depresie, tratamente similare cu focar unic ar putea avea mai puțin succes din același motiv.
„Dacă ceea ce am găsit la șoarece se aplică la om, atunci dopamina este doar jumătate din poveste”, a spus Sabatini.
Povestea surprinzătoare GABA a început în laboratorul Sabatini cu o serie de experimente menite să vadă ce se întâmplă atunci când celulele eliberează dopamină.
Oamenii de știință au folosit optogenetica, o tehnică puternică care se bazează pe manipularea genetică pentru a sensibiliza selectiv celulele la lumină. În vasele de laborator, cercetătorii au testat țesutul cerebral de la șoareci proiectați pentru a arăta activitate în neuronii dopaminergici.
De obicei, în astfel de experimente, alți neurotransmițători ar fi blocați pentru a evidenția dopamina, dar Tritsch, un coleg postdoctoral din laboratorul Sabatini, a decis să mențină celula într-o stare cât mai naturală posibil.
Când Tritsch a activat neuronii dopaminei și le-a examinat efectele asupra neuronilor striatali, el se aștepta în mod natural să observe efectele eliberării dopaminei.
În schimb, a văzut o inhibare rapidă a neuronilor striatali, făcând clar că un alt neurotransmițător - care s-a dovedit a fi GABA cu acțiune rapidă - funcționa.
Acest lucru a fost atât de neobișnuit încât echipa a lansat o serie de experimente care au confirmat că GABA a fost eliberat direct de acești neuroni dopaminici.
Cercetătorii au testat apoi alți transportori, reducând la zero o proteină care transportă dopamina și o varietate de alți neurotransmițători. Din motive pe care nu le înțeleg încă, această proteină - transportorul vezicular de monoamină - transferă și GABA.
„Ceea ce face acest lucru important acum este că fiecare manipulare care a vizat dopamina prin vizarea transportorului de monoamină veziculară a modificat și GABA. Și nimeni nu i-a acordat nicio atenție ", a spus Sabatini.
„Fiecare model parkinsonian pe care îl avem, în care am pierdut dopamina, a pierdut de fapt și GABA. Deci, trebuie să ne întoarcem acum și să ne gândim: Care dintre aceste efecte se datorează pierderii GABA și care se datorează pierderii dopaminei? ”
Anatol Kreitzer, investigator asistent la Institutul Gladstone pentru Boli Neurologice din San Francisco, care nu a fost implicat în cercetare, a numit constatările remarcabile.
„A fost total neașteptat”, a spus Kreitzer, care este și profesor asistent de fiziologie și neurologie la Universitatea din California, San Francisco.
La nivel molecular, nimeni nu se astepta cu adevarat ca neuronii dopaminici sa elibereze cantitati semnificative de GABA. La nivel funcțional, este surprinzător faptul că acest modulator major al plasticității în creier, care este atât de critic pentru Parkinson, pentru învățare și recompense și pentru alte boli psihiatrice, poate elibera, de asemenea, GABA. Aceasta ridică o întrebare cu privire la ce rol are GABA. ”
GABA poate schimba foarte repede starea electrică a celulelor, inhibându-le activitatea, făcându-le mai puțin excitabile. Sabatini se întreabă dacă pierderea GABA în neuronii dopaminici ar putea explica de ce uneori se observă hiperactivitatea după pierderea cronică a acestor neuroni.
Următoarea provocare va fi explorarea dacă alți neuroni care exprimă transportorul vezicular al monoaminei eliberează GABA, în plus față de neurotransmițători precum serotonina și noradrenalina.
Cercetătorii spun că descoperirea demonstrează cunoștințele noastre încă infantile despre fiziologia creierului.
Aceste descoperiri evidențiază cât de puțin știm de fapt despre cele mai de bază caracteristici ale identității celulare din creier, a spus Sabatini.
Tritsch a spus că ceea ce a început ca un proiect simplu de a înțelege dopamina a schimbat rapid direcția, cu o mulțime de începuturi și opriri pe drumul către unele noi descoperiri interesante.
„Poate fi frumos să venim cu o ipoteză, să o testăm, să o verificăm și să punem totul la punct”, a spus el. „Dar biologia funcționează rar așa.”
Sursa: Universitatea Harvard
