Tvoria 10 až 15 percent všetkých buniek nachádzajúcich sa v mozgu.
Mikroglia a pyramídové neuróny. Zdroj: iStockphoto.com
Nová štúdia ukazuje, ako sú malé imunitné bunky prinútené zmeniť svoj stav, aby pomohli neurónom v mozgu.
Pre dosiahnutie čo najlepších atletických alebo akademických výkonov, dokonca aj každodenných činností, ako je chôdza a rozprávanie, musí náš mozog vnímať a spracovať množstvo informácií. Takýto proces si vyžaduje celý orchester buniek, ktoré „počúvajú“ signály, odpovedajú na ne, pohybujú sa, interagujú navzájom a koordinujú sa. Neurobiológovia dlhodobo hľadajú odpovede na otázku, akým spôsobom sa to všetko deje.
Zložitá koordinácia zahŕňa nielen neuróny, ale i bunky, ktoré sú za normálnych okolností zapojené do obranných procesov tela pred patogénmi. Jednou takou skupinou sú aj drobné imunitné bunky nervového systému, nazývané mikroglie. Vedci v posledných rokoch zisťujú, že v mozgu zohrávajú i ďalšiu dôležitú úlohu a sú zapojené do budovania a udržiavania nervových okruhov. Dokonca majú schopnosť meniť svoju molekulárnu identitu tak, aby zodpovedala ich prostrediu. Kľúčom k vyriešeniu jednej z veľkých záhad neurobiológie je zistiť, ako k tejto zmene identity dochádza.
Efektívne mikroglie
V najnovšej štúdii, ktorú publikoval prestížny vedecký časopis Nature, sa výskumníci z laboratória Paoly Arlotty, profesorky kmeňových buniek a regeneratívnej biológie v Stanley centre pre psychiatrický výskum na Broad inštitúte, posunuli o krok bližšie v pátraní po podstate funkcií mikroglií.
„Keď boli mikroglie objavené prvýkrát, predpokladalo sa, že sú to len také čističky, ktoré upratujú zvyšky buniek a pomáhajú bojovať proti patogénom,“ hovorí Jeffrey Stogsdill, hlavný autor článku. „Teraz však vieme, že mikroglie môžu interagovať s neurónmi veľmi sofistikovaným spôsobom, ktorý ovplyvňuje funkciu neurónov.“
Štúdia poskytuje jedinečný pohľad na to, ako rôzne typy buniek spolupracujú medzi sebou v harmónii. „To, čo vidíme, sú pravidlá, podľa ktorých sa rôzne typy buniek v mozgu navzájom rozprávajú a ovplyvňujú, aby boli v konečnom dôsledku spolu efektívnejšie,“ povedala vedúca štúdie Paola Arlotta.
Vedci opísali spôsob, akým neuróny trénujú mikroglie, aby s nimi spolupracovali, keď sa prvýkrát stretnú ešte počas raného vývinu mozgu. Skupina zistila, že počas formovania mozgovej kôry (časť mozgu zodpovedná za motorickú funkciu, zmyslové vnímanie a poznanie) ovplyvňujú rôzne typy neurónov svojím špecifickým spôsobom počty a molekulárny stav – typ mikroglií – (na základe ich aktuálnej funkcie) v ich blízkosti.
Synapsy v mozgu. Zdroj: iStockphoto.com
Prieskum mozgovej kôry
Mozgová kôra je organizovaná do vrstiev, pričom v každej sa nachádzajú rôzne podtypy neurónov. Výskumníci použili na jej skúmanie metódy genetického výskumu a zistili, že v každej vrstve je iný počet a molekulárny stav mikroglií.
Tím potom zmenil zloženie neurónov v jednotlivých vrstvách a zistil, že distribúcia rôznych mikrogliových stavov sa zmenila tiež. Mikroglie „počúvali“ susedné neuróny a prispôsobili svoj stav konkrétnemu podtypu.
Vedcom sa dokonca podarilo vytvoriť molekulárny atlas, ktorý demonštruje komunikáciu medzi neurónmi a mikrogliami – našli páry medzi interagujúcimi proteínmi mikroglií a ich neurónovými partnermi – a zhotovili atlas na báze ligandu a receptora. V budúcnosti môže poslúžiť na ďalší výskum funkčných úloh týchto interakcií a možných cieľov terapeutickej intervencie.
Sľubná budúcnosť
„Vieme, že mikroglie môžu ovplyvniť funkciu nervových okruhov a že neuróny dokážu prilákať špecifické typy mikroglií do svojho okolia,“ uvádza Arlotta. „Je veľmi fascinujúce, že neuróny majú schopnosť pretvoriť prostredie okolo seba, aby si ho vytvorili také, aké potrebujú.“
Uvedený objav by jedného dňa mohol otvoriť dvere presne cieleným výskumom, ktoré prebádajú komunikáciu medzi mikrogliami a ich neurónovými partnermi. Spomenuté informácie by mohli byť prospešné tiež pri výskume porúch, ako je autizmus a schizofrénia, ktoré vznikajú, keď sa daná komunikácia medzi bunkami pokazí.
„Nemuseli by sme liečiť mikroglie len ako jeden typ bunky,“ vysvetľuje Stogsdill. „Môžeme sa zamerať na ich špecifickú identitu alebo na jednotlivé podtypy neurónov, ktoré vedia zmeniť ich stav,“ dopĺňa.
Zdroj: DOI: 10.1038/s41586-022-05056-7 , TS Harvard
(JM)
