Харвардска студија миша може вам помоћи да објасните Паркинсонову слагалицу
Стручњаци кажу да би њихови налази могли довести до бољег разумевања многих поремећаја мозга, од зависности од дрога до депресије.
Истражитељи су користили моделе миша за проучавање допаминских неурона у стриатуму, пределу мозга који је укључен и у кретање и у учење.
Код људи ови неурони ослобађају допамин, неуротрансмитер који нам омогућава да обављамо задатке попут ходања, говора, па чак и куцања на тастатури.
Када особа има Паркинсонову болест, допаминске ћелије умиру и способност да се лако покрене се губи. Тренутни Паркинсонови лекови су прекурсори допамина који се затим ћелијама у мозгу претварају у допамин.
С друге стране, хиперактивност допамина повезана је са понашањем у потрази за дрогом, јер се појачавају хероин, кокаин и амфетамин или опонашају допаминске неуроне, што на крају појачава научену награду за узимање дрога. Услови попут опсесивно-компулзивног поремећаја, Тоуретте-овог синдрома, па чак и шизофреније такође могу бити повезани са погрешном регулацијом допамина.
У актуелном издању часописа Природа, Бернардо Сабатини и коаутори Ницолас Тритсцх и Јун Динг извештавају да допамински неурони средњег мозга не ослобађају само допамин већ и други неуротрансмитер назван ГАБА, који смањује неуронску активност.
Ово неслућено присуство ГАБА могло би објаснити зашто обнављање само допамина може проузроковати да почетна побољшања код Паркинсонових пацијената на крају пропадну, кажу истраживачи. А ако ГАБА праве исте ћелије које производе друге неуротрансмитере, попут серотонина повезаног са депресијом, слични третмани са једним фокусом могу бити мање успешни из истог разлога.
„Ако се оно што смо пронашли у мишу односи на човека, онда је допамин само пола приче“, рекао је Сабатини.
Изненађујућа прича о ГАБА започела је у лабораторији Сабатини серијом експеримената дизајнираних да виде шта се дешава када ћелије ослобађају допамин.
Научници су користили оптогенетику, моћну технику која се ослања на генетску манипулацију за селективну сензибилизацију ћелија на светлост. У лабораторијским посудама, истраживачи су тестирали мождано ткиво мишева пројектованих да покажу активност у допаминским неуронима.
Типично у таквим експериментима, други неуротрансмитери би били блокирани како би истакли допамин, али Тритсцх, постдокторанд у лабораторији Сабатини, одлучио је да ћелију одржи у што природнијем стању.
Када је Тритсцх активирао допаминске неуроне и испитао њихов ефекат на стриаталне неуроне, природно је очекивао да ће посматрати ефекте ослобађања допамина.
Уместо тога, видео је брзу инхибицију стриаталних неурона, јасно стављајући до знања да је на делу још један неуротрансмитер - за који се испоставило да је ГАБА брзог деловања.
Ово је било толико необично да је тим покренуо серију експеримената који су потврдили да ГАБА ослобађају директно ови допамински неурони.
Затим су истраживачи тестирали друге транспортере, нулирајући један протеин који превози допамин и низ других неуротрансмитера. Из разлога који још увек не разумеју, овај протеин - везикуларни транспортер моноамина - такође транспортује ГАБА.
„Оно што је ово сада важно је да је свака манипулација која је циљала допамин циљањем везикуларног транспортера моноамина такође изменила ГАБА. И нико на то није обратио пажњу “, рекао је Сабатини.
„Сваки Паркинсонов модел који имамо у којем смо изгубили допамин заправо је изгубио и ГАБА. Тако да се заиста морамо вратити сада и размислити: Који од ових ефеката настају услед губитка ГАБА, а који због губитка допамина? “
Анатол Креитзер, помоћник истражитеља са Института за неуролошке болести Гладстоне у Сан Франциску, који није био укључен у истраживање, назвао је налазе изванредним.
„Било је потпуно неочекивано“, рекао је Креитзер, који је такође доцент за физиологију и неурологију на Калифорнијском универзитету у Сан Франциску.
„На молекуларном нивоу, нико заиста није очекивао да допамински неурони ослобађају значајне количине ГАБА. На функционалном нивоу, изненађује да овај главни модулатор пластичности у мозгу, који је толико важан за Паркинсонову болест, за учење и награде и за друге психијатријске болести, такође може да ослободи ГАБА. То поставља питање коју улогу има ГАБА. “
ГАБА може врло брзо променити електрично стање ћелија, инхибирајући њихову активност чинећи их мање узбудљивим. Сабатини се пита да ли би губитак ГАБА у допаминским неуронима могао објаснити зашто се хиперактивност понекад примећује након хроничног губитка ових неурона.
Следећи изазов биће истраживање да ли и други неурони који изражавају везикуларни транспортер моноамина такође ослобађају ГАБА поред неуротрансмитера као што су серотонин и норадреналин.
Истраживачи кажу да ово откриће показује наше још увек инфантилно знање о физиологији мозга.
„Ова открића истичу колико мало заправо знамо о најосновнијим карактеристикама ћелијског идентитета у мозгу“, рекао је Сабатини.
Трич је рекао да је оно што је започело као директан пројекат разумевања допамина брзо променио смер, са пуно покретања и заустављања на путу до неких узбудљивих нових открића.
„Може бити лепо изнијети хипотезу, тестирати је, провјерити и све сјести на своје мјесто“, рекао је. „Али биологија ретко функционише на тај начин.“
Извор: Универзитет Харвард
