Přetížené buňky v mozku mohou předpovídat závažnou roztroušenou sklerózu: Nový objev otevírá cestu k léčbě

Vědci z Nizozemského institutu pro neurovědy ve spolupráci s kolegy z Univerzity v Leidenu a Univerzity v Utrechtu objevili důležitý mechanismus, který může souviset se závažnou progresí roztroušené sklerózy (RS).

Vědci z několika mezinárodních institucí zásadně přepsali dlouholetý neurologický předpoklad o tom, že koncentrace sodíku v hvězdicových gliových buňkách, neboli astrocytech, jsou v mozku jednotné. Pomocí nové zobrazovací techniky se jim poprvé podařilo vizualizovat obsah sodíku v astrocytech a jejich ultrajemných mikroskopických výběžcích v reálném čase.

Získaná data odhalují, že namísto statické základní úrovně se vysoce specializované sodíkové mikrodomény dynamicky mění napříč jednotlivými buňkami a jejich subdoménami. Tyto změny přesně odpovídají lokálním potřebám excitability sousedních neuronových sítí. Astrocyty tvoří zhruba polovinu lidského mozku a jsou klíčové pro jeho vývoj, zprostředkování komunikace mezi neurony a regulaci excitability a funkčnosti neuronových sítí. Udržování nízké vnitřní koncentrace sodíku je v astrocytech nezbytné pro regulaci neurotransmiterů na synaptických spojeních a pro rovnováhu sekundárních elektrolytů.

Tým ve spolupráci s výzkumníky z Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nuremberg prokázal, že tyto lokalizované rozdíly v hladinách sodíku jsou řízeny specifickými transportními molekulami, které se v různých membránách astrocytů vyskytují v proměnlivém počtu a strukturních konfiguracích. Experimentální zjištění z izolované mozkové tkáně byla integrována do biofyzikálních počítačových simulací na University of South Florida a plně ověřena na živých zvířecích modelech na University of Bonn a University Hospital Bonn.

Vedoucí studie, profesorka Christine Rose, zdůrazňuje, že nově zmapované sodíkové subdomény dynamicky reagují na potřeby sousedních synapsí. Narušení této lokalizované rovnováhy elektrolytů tak představuje zásadní výzkumný cíl pro neurologické poruchy, u nichž dochází k selhání regulace iontů, jako je epilepsie nebo akutní cévní mozková příhoda. Pochopení, že astrocyty spoléhají na specifické transportní molekuly pro řízení těchto hyperlokálních sodíkových subdomén, umožňuje vědcům vyvíjet léky, které by mohly chránit tyto buněčné pumpy před kolapsem během nouzových stavů.