Jutos universiteto sveikatos mokslininkai atrado pagrindinį mikroglijos, smegenų ląstelių potipio, vaidmenį kontroliuojant nerimą ir obsesinio-kompulsinio sutrikimo (OCSD) elgesį. Stimuliuodami specifines mikroglijų populiacijas, mokslininkai gali suaktyvinti arba slopinti šį pelių elgesį. Ši nauja įžvalga meta iššūkį įsitikinimui, kad neuronai yra vieninteliai elgesio valdikliai, ir siūlo daug žadantį nerimo gydymo būdą.

Pandemija ir jos pasekmės pakėlė nerimą į naują lygį. Tačiau su nerimu susijusių būklių, įskaitant obsesinį-kompulsinį sutrikimą (OCSD), šaknys lieka neaiškios. Naujame tyrime Jutos universiteto sveikatos mokslininkai atskleidė įžvalgų apie antrinio smegenų ląstelių tipo – mikroglijos – svarbą kontroliuojant su nerimu susijusį elgesį laboratorinėse pelėse. Tradiciškai buvo manoma, kad neuronai – dominuojantis smegenų ląstelių tipas – kontroliuoja elgesį.

Tyrėjai parodė, kad, kaip ir žaidimų valdiklio mygtukai, tam tikros mikroglijų grupės suaktyvina nerimą ir OCSD elgesį, o kitos juos slopina. Be to, mikroglijos bendrauja su neuronais, kad paskatintų elgesį. Rezultatai paskelbti žurnale Molekulinė psichiatrijaGaliausiai tai gali paskatinti naujus tikslinės terapijos metodus.

Jutos universiteto sveikatos mokslininkai atrado įžvalgų apie antrinio smegenų ląstelių tipo – mikroglijos – svarbą kontroliuojant su nerimu susijusį elgesį. Išvados gali paskatinti naujus tikslinės terapijos metodus. Autoriai: Charlie Ellert, Jutos sveikatos universitetas

„Šiek tiek nerimo yra gerai“, – sako Nobelio premijos laureatas Mario Capecci, mokslo daktaras, Jutos universiteto Spenserio Fokso Eklso medicinos mokyklos žmogaus genetikos profesorius ir vyresnysis tyrimo autorius. „Nerimas mus stimuliuoja, motyvuoja, suteikia papildomo postūmio, kuris sako: „Aš galiu”. Tačiau mus užvaldo didžiulė nerimo dozė. Mes psichiškai paralyžiuojame, širdis plaka greičiau, prakaituojame, o mintyse nusėda sumaištis. “

„Šis darbas yra unikalus ir užginčijo dabartinę dogmą apie mikroglijos funkcijos vaidmenį smegenyse.

Naujai nustatyti mechanizmai gali būti svarbūs palaikant sveiką elgesį normaliomis sąlygomis. Patologinėmis sąlygomis, sako Capecchi, mechanizmai gali paskatinti elgesį, kuris tampa sekinantis.

„Šis darbas yra unikalus ir ginčijo dabartinę dogmą apie mikroglijos funkcijos vaidmenį smegenyse”, – sako Naveenas Nagajaranas, mokslų daktaras, U of U Health genetikas ir neurologas ir pagrindinis tyrimo autorius.

Mikroglijos gydymas

Pelės, kurių elgesys panašus į OCSD, pačios negali atsispirti priežiūrai. Jie taip laižosi savo kūnus, kad jų kailis nusileidžia ir atsiranda pūslių. Anksčiau Capecchi komanda išsiaiškino, kad dėl geno, vadinamo Hoxb8, mutacijos pelėms pasireiškė lėtinio nerimo požymiai ir jų būklė buvo pernelyg didelė. Netikėtai jie nustatė, kad tokio elgesio šaltinis buvo imuninės ląstelės, vadinamos mikroglija, tipas. Manoma, kad mikroglijos, kurios sudaro tik 10% smegenų ląstelių, yra smegenų „šiukšlių rinkėjai“, atsikratę mirštančių neuronų – dažniausiai pasitaikančių smegenų ląstelių – ir nenormalios formos baltymų. Jų išvados taip pat buvo vieni iš pirmųjų, atskleidusių, kad Hoxb8 mikroglijos buvo svarbios kontroliuojant elgesį, bendraujant su konkrečiomis neuroninėmis grandinėmis.

Gerbiamas profesorius Mario Capecci, Ph.D. ir Naveen Nagagaran, Jutos universiteto mokslų daktarė. Autoriai: Charlie Ellert, Jutos sveikatos universitetas

Tačiau kaip mikroglia atlieka šias užduotis, liko paslaptis. Norėdami sužinoti daugiau, Nagajaran kreipėsi į optogenetiką, techniką, kuri sujungia lazerio šviesą su genų inžinerija. Kaip ir žaisdami vaizdo žaidimą, naudokite lazerį, kad stimuliuotumėte tam tikras mikroglijų grupes smegenyse.

Tyrėjų nuostabai, jie gali sukelti su nerimu susijusį elgesį, pasukant jungiklį. Kai jie naudojo lazerį subpopuliacijai, Hoxb8 mikroglijai, stimuliuoti, pelės tapo neramesnės. Kai lazeris sužadino Hoxb8 mikrogliją kitose smegenų dalyse, pelės pasiruošė. Nutaikymas į Hoxb8 mikrogliją kitur turėjo daugybę padarinių: pelės padidino nerimą, susitvardė ir tada sustingo, o tai yra baimės rodiklis. Kai mokslininkai išjungia lazerius, elgesys sustoja.

„Mums tai buvo didelė staigmena“, – sako Nagarajanas. „Tradiciškai buvo manoma, kad tik neuronai gali sukelti elgesį. Dabartiniai atradimai pabrėžia antrą būdą, kaip smegenys sukuria elgesį naudojant mikrogliją.” Iš tiesų, stimuliuojant mikrogliją lazeriu, šalia jų esantys neuronai suaktyvėjo aktyviau, o tai rodo, kad dviejų tipų ląstelės bendrauja tarpusavyje, kad sukeltų skirtingą elgesį.

Gerbiamas profesorius Mario Capecci, Ph.D. ir Naveen Nagagaran, Jutos universiteto mokslų daktarė. Autoriai: Charlie Ellert, Jutos sveikatos universitetas

Tolesni eksperimentai atskleidė kitą kontrolės sluoksnį, kurį atlieka mikroglijų grupė, kuri neišreiškia Hoxb8. Vienalaikis „ne Hoxb8“ ir Hoxb8 mikroglijų stimuliavimas užkirto kelią nerimui ir į OCSD panašiam elgesiui. Šie rezultatai rodo, kad dvi mikroglijos populiacijos veikia kaip stabdžiai ir akceleratoriai. Įprastomis sąlygomis jie subalansuoja vienas kitą ir sukuria patologiją, kai signalai yra nesubalansuoti.

Tyrimas rodo, kad mikroglijos vieta ir tipas yra dvi savybės, kurios yra svarbios reguliuojant OCSD nerimą ir elgesį. Iš ten mikroglijos bendrauja su konkrečiais neuronais ir neuronų grandinėmis, kurios galiausiai kontroliuoja elgesį, sako Capecchi. „Norime daugiau sužinoti apie dvikrypčius ryšius tarp neuronų ir mikroglijos“, – sako jis. „Mes norime žinoti, kas už tai atsakinga.” Nustačius šias sąveikas su pelėmis, gali būti nustatyti terapiniai tikslai, skirti kontroliuoti pernelyg didelį pacientų nerimą.

Nuoroda: „Optogenetinė pelės Hoxb8 stimuliacija tam tikruose smegenų regionuose sukelia nerimą, vilioja arba abudu“ Naveen Nagarajan ir Mario R Capechi, 2023 m. balandžio 10 d., pasiekiama čia. Molekulinė psichiatrija.
DOI: 10.1038/s41380-023-02019-w