openscience

Είναι τα νεύρα σας κυριολεκτικά σπασμένα; Τυχερούληδες! Σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Nature Communications, οι επιστήμονες αναφέρουν την ανακάλυψη ενός συστήματος που ρυθμίζει την αναγέννηση των κατεστραμμένων νεύρων, η οποία μπορεί να αποτελέσει νέο στόχο στην έρευνα σχετικά με την θεραπεία των τραυματισμών του νωτιαίου μυελού.

Δυο λόγια για να μπούμε στο κλίμα: Το νευρικό σύστημα χωρίζεται σε γενικές γραμμές σε δύο τμήματα: το περιφερικό νευρικό σύστημα (ΠΝΣ) και το κεντρικό νευρικό σύστημα (ΚΝΣ). Το περιφερικό νευρικό σύστημα αποτελείται από τα νεύρα εκτός του εγκεφάλου και του νωτιαίου μυελού και χρησιμεύει για τη σύνδεση του ΚΝΣ με τα άκρα και τα όργανα, διαβιβάζοντας πληροφορίες από και προς τον εγκέφαλο. Το ΚΝΣ, από την άλλη πλευρά, αποτελείται από τον εγκέφαλο και το νωτιαίο μυελό και λειτουργεί ως κέντρο επεξεργασίας, το οποίο ενσωματώνει πληροφορίες από τα αισθητήρια όργανα και συντονίζει μια κατάλληλη απόκριση. Όταν το περιφερικό νευρικό σύστημα τραυματίζεται, ενεργοποιείται ένα συντονισμένο πρόγραμμα γονιδιακής έκφρασης, το οποίο έχει ως αποτέλεσμα την αναγέννηση των κατεστραμμένων νευρικών κυττάρων.

Αντιθέτως , όταν το ΚΝΣ υφίσταται βλάβη, τα νεύρα δεν έχουν ικανότητα αναγέννησης. Αυτό είναι μια σημαντική αιτία νευρολογικής βλάβης μετά από τραυματισμό του ΚΝΣ. Δηλαδή, με απλά λόγια, οι τραυματισμοί του νωτιαίου μυελού σήμερα είναι σε μεγάλο βαθμό ανεπανόρθωτοι. Οι κακώσεις νωτιαίου μυελού, π. χ. λόγω σοβαρού τραύματος από ατύχημα, διαταράσσουν τη διαβίβαση των πληροφοριών μεταξύ ορισμένων τμημάτων του σώματος και του εγκεφάλου, και ως εκ τούτου μπορούν να οδηγήσουν σε παράλυση. Το κεντρικό ερώτημα που απασχόλησε τους ερευνητές αυτής της μελέτης ήταν το γιατί είναι σε θέση το περιφερικό και όχι το ΚΝΣ, να συντονίζει ένα σύστημα που έχει ως αποτέλεσμα την αναγέννηση των κατεστραμμένων νεύρων. Υπήρξε η ελπίδα ότι αυτή η γνώση θα μπορούσε να εφαρμοστεί σε τραυματισμούς του ΚΝΣ, προσφέροντας πιθανόν βοήθεια σε άτομα όχι μόνο με κακώσεις νωτιαίου μυελού, αλλά και με εγκεφαλικές βλάβες, καθώς και σε εκείνους που έχουν υποστεί εγκεφαλικό επεισόδιο.

Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι το κλειδί για την αναγέννηση του περιφερικού συστήματος βασίζεται στην επιγενετική. Τα κύτταρα που απαρτίζουν το σώμα, έχουν πανομοιότυπες αλληλουχίες DNA, αλλά έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά (τους λεγόμενους φαινοτύπους). Για παράδειγμα, τα κύτταρα του ήπατος είναι διαφορετικά από τους νευρώνες, ωστόσο περιέχουν το ίδιο γενετικό υλικό. Αυτό σημαίνει ότι οι γενετικές αλληλουχίες από μόνες τους δεν μπορούν να εξηγήσουν πώς αναπαράγονται ορισμένα κυτταρικά χαρακτηριστικά – και εδώ είναι που εμφανίζεται η επιγενετική. Η επιγενετική περιλαμβάνει το γενετικό έλεγχο από παράγοντες διαφορετικούς της αλληλουχίας του DNA, ο οποίος έχει ως αποτέλεσμα την ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση ορισμένων γονιδίων ως απόκριση στο περιβάλλον.

Η μελέτη αποκάλυψε ότι οι επιστήμονες βρήκαν την άγνωστη μέχρι πρότινος σύνδεση μεταξύ του τραυματισμού και της ενεργοποίησης των γονιδίων αποκατάστασης. Αυτό το πέτυχαν με την παρακολούθηση του τρόπου με τον οποίο τα σήματα που ξεκινούσαν από τον τραυματισμό, επικοινωνούσαν στους νευρώνες ότι πρέπει να ενεργοποιηθούν τα γονίδια που εμπλέκονται στην αναγέννηση των νεύρων. Ανακαλύφθηκε ότι μια πρωτεΐνη που ονομάζεται PCAF, προωθεί τα βασικά γονίδια που σχετίζονται με την αναγέννηση, μετά από βλάβη του περιφερικού αλλά όχι του κεντρικού νευρικού συστήματος, τα οποία τελικά επιτρέπουν την αποκατάσταση σε αυτά τα περιφερικά νεύρα. Όταν αυτή η πρωτεΐνη PCAF εγχύθηκε σε ποντίκια με βλάβες του ΚΝΣ, ο αριθμός των νευρικών ινών που αναπτύχθηκαν, ήταν σημαντικά αυξημένος. Αυτό έδειξε ότι είναι δυνατόν να ελεγχθεί χημικώς η αναγέννηση των κατεστραμμένων νεύρων του ΚΝΣ.

Παρά το γεγονός ότι αυτή η έρευνα είναι ακόμη στην αρχή, ίσως ανοίξει το δρόμο για την ενδεχόμενη παραγωγή ενός φαρμάκου που θα μπορεί να διεγείρει τα νεύρα του ΚΝΣ για αποκατάσταση, κατά τρόπο παρόμοιο με εκείνον της αναγέννησης των νεύρων του περιφερικού συστήματος. Αλλά πρώτα, οι επιστήμονες πρέπει να διακρίνουν αν αυτός ο εξαρτώμενος από την PCAF μηχανισμός αποκατάστασης νεύρων μπορεί να ανακτήσει οποιαδήποτε κίνηση ή λειτουργία σε ποντικούς με κατεστραμμένο ΚΝΣ.