News Release

wtorek, 27 października 2015

finansowane przez NIH badania wskazują białko, które kiełkuje do działania, aktywując naprawę udaru mózgu.

kiełkowanie połączeń w mózgu: dodanie GDF10 do neuronów w naczyniu powoduje tworzenie nowych połączeń między komórkami mózgu. Proces ten może prowadzić do powrotu do zdrowia po udarze mózgu.S. Thomas Carmichael, M. D., Ph. D., David Geffen School Of Medicine na Uniwersytecie Kalifornijskim w Los Angeles.

badając tkankę mózgową myszy, małp i ludzi, naukowcy odkryli, że cząsteczka znana jako czynnik wzrostu i różnicowania 10 (GDF10) jest kluczowym graczem w mechanizmach naprawczych po udarze. Wyniki sugerują, że GDF10 może być potencjalną terapią do regeneracji po udarze. Badanie, opublikowane w Nature Neuroscience, było wspierane przez National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS), część National Institutes of Health.

„te ustalenia pomagają wyjaśnić mechanizmy naprawy po udarze. Identyfikacja tego kluczowego białka dodatkowo zwiększa naszą wiedzę na temat tego, jak mózg leczy się z niszczycielskich skutków udaru mózgu i może pomóc w opracowaniu nowych strategii terapeutycznych w celu promowania regeneracji”, powiedziała Francesca Bosetti, Ph.D., dyrektor programu udaru mózgu w NINDS.

udar mózgu może wystąpić, gdy naczynie krwionośne mózgu zostaje zablokowane, zapobiegając pobieraniu niezbędnych składników odżywczych przez pobliską tkankę. Kiedy tkanka mózgowa jest pozbawiona tlenu i składników odżywczych, zaczyna umierać. Gdy to nastąpi, mechanizmy naprawcze, takie jak kiełkowanie aksonalne, są aktywowane, gdy mózg próbuje przezwyciężyć uszkodzenie. Podczas kiełkowania aksonalnego zdrowe neurony wysyłają nowe projekcje („kiełki”), które przywracają niektóre połączenia utracone lub uszkodzone podczas udaru i tworzą nowe, powodując częściową regenerację. Przed badaniem nie wiadomo, co wywołało kiełkowanie aksonów.

poprzednie badania sugerowały, że GDF10 był zaangażowany we wczesne stadia kiełkowania aksonów, ale jego dokładna rola w tym procesie była niejasna. S. Thomas Carmichael, M. D., Ph. D., a jego koledzy z David Geffen School Of Medicine na Uniwersytecie Kalifornijskim w Los Angeles przyjrzeli się GDF10, aby określić, w jaki sposób może on przyczyniać się do kiełkowania aksonów.

badając zwierzęce modele udaru mózgu, a także ludzką tkankę z autopsji, zespół Dr Carmichaela odkrył, że GDF10 został aktywowany bardzo wcześnie po udarze. Następnie, wykorzystując neurony gryzoni i ludzi w naczyniu, naukowcy przetestowali wpływ GDF10 na długość aksonów, projekcji neuronalnych, które przenoszą wiadomości między komórkami mózgu. Odkryli, że GDF10 stymuluje wzrost aksonów i zwiększa długość aksonów.
„odkryliśmy, że GDF10 spowodował wzrost wielu różnych neuronów w naczyniu, w tym ludzkich neuronów pochodzących z komórek macierzystych”, powiedział dr Carmichael.

jego grupa odkryła również, że GDF10 może być ważny dla regeneracji funkcjonalnej po udarze. Traktowali mysie modele udaru za pomocą GDF10 i kazali zwierzętom wykonywać różne zadania motoryczne, aby przetestować regenerację. Wyniki sugerują, że zwiększenie poziomu GDF10 było związane ze znacznie szybszym odzyskiwaniem po udarze. Kiedy naukowcy zablokowali GDF10, zwierzęta nie wykonywały tak dobrze zadań motorycznych, co sugeruje, że mechanizmy naprawcze były osłabione – i że naturalne poziomy GDF10 w mózgu stanowią sygnał do powrotu do zdrowia.

„byliśmy zaskoczeni tym, jak konsekwentnie GDF10 spowodował tworzenie nowych połączeń na wszystkich poziomach analizy. Przyjrzeliśmy się neuronom korowym gryzoni i ludzkim w naczyniu, a także żywym zwierzętom. To wymagająca rękawica do uruchomienia, ale efekty GDF10 utrzymały się na wszystkich testowanych przez nas poziomach”, powiedział dr Carmichael.

powszechnie uważa się, że mechanizmy naprawy mózgu są podobne do tych, które występują podczas rozwoju. Zespół Dr Carmichaela przeprowadził kompleksowe analizy, aby porównać wpływ GDF10 na geny związane z naprawą udaru mózgu z genami zaangażowanymi w rozwój, uczenie się i pamięć, procesy, które powodują tworzenie połączeń między neuronami.

O dziwo nie było podobieństwa. Odkrycia ujawniły, że GDF10 wpływa na zupełnie inne geny po udarze niż te zaangażowane w rozwój lub uczenie się i pamięć.

„odkryliśmy, że regeneracja jest unikalnym programem w mózgu, który występuje po urazie. Nie jest to po prostu rozwój 2.0, wykorzystujący te same mechanizmy, które mają miejsce, gdy układ nerwowy się formuje”, powiedział dr Carmichael.

konieczne są dalsze badania, aby ustalić, czy GDF10 może być potencjalnym sposobem leczenia udaru mózgu.

praca ta była wspierana przez granty NINDS (NS085019, NS086431) i American Heart Association (09sdg2310180).

the NINDS (http://www.ninds.nih.gov) jest wiodącym fundatorem badań nad mózgiem i układem nerwowym. Misją NINDS jest poszukiwanie podstawowej wiedzy o mózgu i układzie nerwowym oraz wykorzystanie tej wiedzy do zmniejszenia obciążenia chorobami neurologicznymi.

o National Institutes of Health (NIH): NIH, Narodowa Agencja Badań Medycznych, obejmuje 27 instytutów i ośrodków i jest częścią amerykańskiego Departamentu Zdrowia i usług ludzkich. NIH jest główną agencją federalną prowadzącą i wspierającą podstawowe, kliniczne i translacyjne badania medyczne i bada przyczyny, metody leczenia i leki zarówno w przypadku chorób powszechnych, jak i rzadkich. Aby uzyskać więcej informacji na temat NIH i jej programów, odwiedź www.nih.gov.

NIH … zamieniając odkrycie w zdrowie