Στους δενδρίτες αναζητούνται μυστικά του Αλτσχάιμερ

Πολυσήμαντη έρευνα του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας (ΙΜΒΒ) του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Ερευνας (ΙΤΕ) αποκαλύπτει για πρώτη φορά τον τρόπο με τον οποίο οι δενδρίτες του εγκεφάλου συνεισφέρουν στη δηµιουργία συσχετισμένων μνημών και πώς αυτές αλληλεπιδρούν στη διάρκεια του χρόνου, στοιχείο το οποίο έχει να κάνει με την ομαδοποίηση των συνάψεων στον εγκέφαλο.

Η εν λόγω έρευνα, που δημοσιεύτηκε στο διεθνές επιστημονικό περιοδικό Cell Reports, με επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας την Παναγιώτα Ποϊράζη, ανοίγει νέους δρόμους για την ακριβέστερη γνώση των βιοφυσικών διαδικασιών λειτουργίας της μνήμης του εγκεφάλου, ενώ συγχρόνως υποδεικνύει τους δενδρίτες ως σημεία θεραπευτικών προσεγγίσεων για μια σειρά σοβαρών ασθενειών, όπως η νόσος Αλτσχάιμερ.

• Κυρία Ποϊράζη, με ποιον τρόπο οι μνήμες οργανώνονται στον εγκέφαλο;

Το πώς οι μνήμες οργανώνονται στον εγκέφαλο είναι από τα πιο σημαντικά ερωτήματα στο πεδίο των Νευροεπιστημών. Εξαιτίας της εξέλιξης των µοριακών τεχνικών που επιτρέπουν τη λεπτομερή παρακολούθηση των κυττάρων του εγκεφάλου κατά τη διάρκεια διαδικασιών μνήµης, αποτελεί το αντικείμενο πολλών πρόσφατων πειραμάτων.

Οι επιμέρους μεταβολές στις συνάψεις µεταξύ των νευρώνων, καθώς και στην ίδια τη συμπεριφορά των νευρώνων, που ακολουθούν την αποτύπωση μιας μακρόχρονης μνήμης, ονομάζονται μνημονικά εγγράµµατα.

Οι μοριακοί μηχανισµοί που διέπουν αυτές τις αλλαγές λειτουργούν όχι μόνο κατά τη διάρκεια της αποτύπωσης μιας µνήµης αλλά και αρκετά αργότερα, επιτρέποντας έτσι σε μνημονικά εγγράμματα να αλληλεπιδρούν µεταξύ τους.

• Μπορείτε να μας φέρετε ένα παράδειγμα;

Βεβαίως. Το γεγονός ότι η αποθήκευση μιας μνήµης σε έναν πληθυσμό νευρώνων προδιαθέτει αυτούς τους νευρώνες για να αποθηκεύσουν ευκολότερα µια µνήµη στις επόμενες ώρες, με αποτέλεσμα οι πληθυσμοί των νευρώνων για τις δύο μνήμες να αλληλοεπικαλύπτονται.

Ωστόσο, παραμένουν άγνωστοι οι υποκυτταρικοί µηχανισµοί που επιτρέπουν τέτοιου είδους αλληλεπιδράσεις ανάμεσα σε μνήμες, καθώς και τα δομικά χαρακτηριστικά των εγγραμμάτων.

• Τι ακριβώς έκανε η ερευνητική σας ομάδα;

Οι ερευνητές μας ανέπτυξαν ένα λεπτοµερές, βιολογικά ρεαλιστικό υπολογιστικό µοντέλο νευρωνικού δικτύου, το οποίο, για πρώτη φορά, εξετάζει πώς τα εγγράµματα από πολλαπλές μνήμες δομούνται πάνω σε αλληλοεπικαλυπτόµενους πληθυσμούς νευρώνων.

Το μοντέλο προβλέπει ότι οι δενδρίτες προάγουν τη δημιουργία συναπτικών «clusters», δηλαδή οι συνάψεις τείνουν να δηµιουργούν ομάδες αντί να κατανέμονται ομοιόμορφα στη νευρωνική επιφάνεια, προτείνοντας έτσι έναν νέο κυτταρικό μηχανισμό για την αλληλεπίδραση μνημών.

• Η λεγόμενη πρωτεϊνοσύνθεση φαίνεται δηλαδή να παίζει καταλυτικό ρόλο;

Η πρωτεϊνοσύνθεση επηρεάζει και την αλληλεπίδραση ανάμεσα σε διαδοχικές, ισχυρές και ασθενείς μνήμες, τόσο στο υποκυτταρικό όσο και στο κυτταρικό επίπεδο. Το βασικό συμπέρασμα της μελέτης αυτής είναι ότι η αλληλεπίδραση μνημών στον χρόνο συνδέεται με την ομαδοποίηση των συνάψεων.

• Η ερευνητική αυτή ανακάλυψη θα έχει συνέπειες στην αντιμετώπιση ασθενειών;

Συνδέοντας αιτιατά την πρωτεϊνοσύνθεση, τους δενδριτικούς μηχανισμούς και τη συναπτική οµαδοποίηση, η έρευνα αυτή ανοίγει νέους ορίζοντες για την κατανόηση των βιοφυσικών διαδικασιών της μνήµης στον εγκέφαλο. Πολλά σύνδρομα και διαταραχές, όπως το Αλτσχάιμερ, σχετίζονται με προβλήματα στις διαδικασίες της μακρόχρονης μνήμης.

Η μελέτη αυτή υποδεικνύει τους δενδρίτες και τις επιμέρους συνάψεις ως πιθανούς στόχους θεραπευτικών προσεγγίσεων και προβλέπει τις συνέπειες συγκεκριμένων παρεμβάσεων στη λειτουργία των νευρώνων.

Μελλοντικές πειραµατικές μελέτες, κατευθυνόμενες από τις προβλέψεις του μοντέλου, θα μπορούσαν να φωτίσουν τις ανεξερεύνητες πτυχές της αλληλεπίδρασης μνημών τόσο σε υγιείς όσο και σε νευροεκφυλιστικές καταστάσεις.

 

http://www.efsyn.gr