Možgani so neverjetno zapleten organ, sestavljen iz več milijard nevronov, ki komunicirajo prek sinaps – drobnih stikov, ki omogočajo prenos signalov med celicami. Ti stiki so ključni za naše kognitivne funkcije, kot so učenje, spomin in reševanje problemov. Kadar pride do motenj v sinapsah, lahko to privede do resnih duševnih bolezni, kot so anksioznost, avtizem in shizofrenija. Razumevanje teh kompleksnih mehanizmov je bistvenega pomena za razvoj učinkovitejših terapevtskih strategij.
Preboj v razumevanju možganskih motenj
Znanstveniki z Univerze v Montrealu in Montrealskega kliničnega raziskovalnega inštituta (IRCM) so odkrili edinstvene vloge proteinskega kompleksa, ki igra ključno vlogo pri organizaciji in funkciji povezav med možganskimi celicami ter pri specifičnih kognitivnih vedenjih. Ta raziskava, objavljena v priznani znanstveni reviji The EMBO Journal, prinaša dragocene vpoglede v možganske mehanizme, ki bi lahko prispevali k razvoju novih terapevtskih pristopov.
Ekipo, ki jo vodi Hideto Takahashi, direktor IRCM enote za raziskave razvoja in plastičnosti sinaps, je vodila želja po boljšem razumevanju molekularnih mehanizmov komunikacije med možganskimi celicami. V sodelovanju s skupino Stevena Connorja z Univerze York in ekipo Masanorija Tachikawe z Univerze Tokushima na Japonskem so želeli raziskovalci doseči dva glavna cilja:
- Razkritje novih molekularnih mehanizmov. Z namenom izboljšati razumevanje, kako možganske celice komunicirajo in kako ta komunikacija vpliva na kognitivne funkcije.
- Razvoj edinstvenega živalskega modela anksioznih motenj. Ustvariti model, ki prikazuje vedenja, podobna panični motnji in agorafobiji, kar bi omogočilo preizkušanje novih terapevtskih strategij.
Kompleksnost možganskih bolezni
Duševne bolezni, kot so anksiozne motnje, avtizem in shizofrenija, so med najpogostejšimi zdravstvenimi izzivi v Kanadi in po svetu. Kljub razširjenosti teh bolezni ostajajo učinkovite možnosti zdravljenja omejene. Razumevanje teh bolezni je še posebej zahtevno zaradi izjemne kompleksnosti možganov. Raziskovalci zato vse več pozornosti namenjajo preučevanju osnovnih mehanizmov, ki povzročajo kognitivne motnje, da bi tako našli nove terapevtske pristope.
Sinapse kot ključ do razumevanja bolezni
Sinapse, stiki med možganskimi celicami ali nevroni, so ključnega pomena za delovanje možganov, saj omogočajo prenos signalov. Te ekscitatorne sinapse, ki prenašajo signale na druge nevrone, so ključne za delovanje možganov. Napake v organizaciji teh sinaps lahko vodijo do različnih duševnih bolezni.
Prejšnje raziskave Takahashijeve ekipe so odkrile nov proteinski kompleks v sinaptičnem stiku, imenovan TrkC-PTPσ, ki je prisoten le v ekscitatornih sinapsah. Geni, ki kodirajo ta kompleks, so povezani z anksioznimi motnjami in avtizmom. Kljub temu pa mehanizmi, prek katerih ta kompleks vpliva na razvoj sinaps in kognitivne funkcije, še vedno niso bili znani.
Prvi avtor raziskave, doktorand Husam Khaled, je v Takahashijevem laboratoriju odkril, da kompleks TrkC-PTPσ uravnava tako strukturno kot funkcionalno zorenje ekscitatornih sinaps. To dosega z uravnavanjem fosforilacije, biokemične modifikacije proteinov, ki igrajo ključno vlogo pri organizaciji sinaps. Motnja v tem kompleksu lahko vodi do specifičnih vedenjskih napak, kar je ekipa potrdila na modelu miši.
Uporaba genetskih mutacij za preučevanje sinaps
Takahashijeva ekipa je ustvarila miši z genetskimi mutacijami, ki motijo kompleks TrkC-PTPσ. S tem so razkrili edinstvene funkcije tega kompleksa in pokazali, da kompleks uravnava fosforilacijo proteinov, ki so pomembni za sinaptično strukturo in organizacijo. Visokoločljive slike mutantnih miši so razkrile nenormalno organizacijo sinaps, nadaljnje raziskave signalnih lastnosti pa so pokazale povečano število neaktivnih sinaps z motnjami pri prenosu signalov. Te mutirane miši so razvile povečano anksioznost in zmanjšano socialno interakcijo.
Vpliv odkritij na razvoj terapevtskih strategij
Nova odkritja omogočajo vpogled v pomembne biološke procese, ki prispevajo k razvoju duševnih bolezni. Z boljšim razumevanjem vloge proteinskih kompleksov, kot je TrkC-PTPσ, pri delovanju sinaps, raziskovalci upajo, da bodo lahko razvili nove terapevtske strategije, ki bi pomagale bolnikom z anksioznimi motnjami, avtizmom in drugimi kognitivnimi motnjami.
Ta raziskava poudarja pomen temeljitega preučevanja molekularnih procesov, ki oblikujejo naše možgane. S temi spoznanji se približujemo novim možnostim za zdravljenje duševnih bolezni, ki bodo morda pripomogle k izboljšanju kakovosti življenja milijonov ljudi po vsem svetu.
Novinar
