Исследователи обнаружили ранее неизвестную форму клеточной связи в мозге, при которой белки напрямую передаются между нейронами. По их словам, если мы возьмем его под контроль, мы потенциально сможем разработать новые методы лечения деменции и других неврологических заболеваний.
В целом нейронная коммуникация происходит при посредничестве нейротрансмиттеров, разбросанных по синапсам (таким образом, они передают сигналы от одной клетки к другой). Однако ученые заметили, что определенные белки в мозгу движутся по-другому. Это привело их к предположению, что нейроны также могут участвовать в обмене этими смесями.
Например, белки, в том числе тау и синуклеин, перемещаются между клетками головного мозга и накапливаются в бляшках, что способствует развитию болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний. До сих пор, однако, исследователи не были уверены, представляет ли этот транснейрональный перенос белков чисто патологический способ коммуникации или тот же самый механизм наблюдается при активности здорового мозга.
Чтобы ответить на этот вопрос, авторы исследования использовали маркерную молекулу под названием биотин для маркировки нейронных белков в глазах крыс. 11 дней спустя они обнаружили, что биотин можно обнаружить в нейронах зрительной коры животных. Это означает, что некоторые из меченых белков действительно транспортировались в отдаленные клетки мозга.
«Это совершенно новый способ, с помощью которого клетки мозга могут общаться друг с другом, который никогда раньше не интегрировался в то, как мы думаем о здоровье и болезнях», — сказал доктор Холлинс Клин, один из авторов исследования.
Используя технику, называемую масс-спектроскопией, исследователи идентифицировали около 200 меченых белков, достигших зрительной коры. Среди них тау и синуклеин. Это означает, что нейронная передача этих двух смесей не ограничивается исключительно патологическими состояниями.
«Это подтверждает, что в здоровом мозге с тау и синуклеином все в порядке и их движение по мозгу нормальное», — говорит Клейн. «Но у людей с болезнью Альцгеймера токсичная форма белка транспортируется между нейронами».
Более глубокий анализ показал, что белки транспортируются от одного нейрона к другому внутри связанных с мембраной упаковок, называемых экзосомами, которые опосредуют клеточную коммуникацию, транспортируя ряд медиаторных соединений между клетками. Исследователи также обнаружили, что белки обычно переносятся на возбуждающие, но не на тормозные нейроны.
Авторы резюмируют, что их результаты «демонстрируют непатологический транспорт различных эндогенных белков [между нейронами]». По их словам, установить контроль над этой связью и манипулировать мозговой деятельностью вполне возможно. Конечно, перед этим нужно будет провести гораздо больше исследований. Однако результаты настоящего исследования открывают совершенно новые возможности для изучения и лечения неврологических расстройств.
Исследование опубликовано в Cell Reports.
Источник: IFLScience
Фото: nobeastofierce / Shutterstock
