Astrocytes - hatursfullt árásarlið eða fórnfúsir verjendur ?

MND-félagið	MS-félagið	MND-félagið	MND-félagið	MND-félagið	MND-félagið
Alþjóða-MND	MND-Svíþjóð	HSP í USA	MND í USA	ALS Therapy	MND-félagið

  

 

  Alþjóðleg miðstöð rannsókna á hreyfitauga sjúkdómum

International Center for Research on Motor Neuron Diseases

ICRon-MND

  

 

Astrocytes - hatursfullt árásarlið eða fórnfúsir verjendur ?

Birtist fyrst 07. október 2011.

                                     

Efri og neðri hreyfitaugar.
 

Loftur Altice Þorsteinsson. 

Hreyfitaugar liggja frá hreyfisvæðinu (primary motor cortex) á heilaberki manna, niður mænuna, þar sem aðrar hreyfitaugar taka við boðum sem berast út til vöðvanna. Hreyfitaugarnar lifa í sambýli við nokkrar aðrar frumur (límfrumur = glial cells), sem fram að þessu hefur verið álitið að væru ávallt vinsamlegir nágrannar. Nú hafa rannsóknir leitt í ljós að ein tegund límfruma á það til að færa hreyfitaugunum banabita. Þessar límfrumur nefnast Astrocytes (stjörnufrumur). Ef Astrocytes skipta skapi getur afleiðingin orðið hreyfitaugahrörnum (Motor Neuron Disease = MND).

 

Stjörnufrumur (Astrocytes) eru vel tengdar.

 
Við eðlilegar aðstæður annast Astrocytes margvísleg mikilvæg verkefni til að viðhalda eðlilegri starfsemi taugakerfisins. Astrocytes stjórna efnaskiptum (metabolism) taugafruma og flæði næringarefna (trophic maintenance) til þeirra. Einnig annast Astrocytes varnir gegn sýkingum í taugakerfinu (ásamt Microglia). Astrocytes eru algengustu frumur taugakerfisins og til dæmis 40% fleirri en taugafrumurnar sjálfar.
 

  

Sambúð frumanna í taugakerfinu er oftast góð.

Hreyfitaugahrörnun (MND) er gjarnan skipt í ættgengt MND (FMND = Familial MND) og einstaklingsbundið MND (SMND = Sporadic MND). Um 10% MND tilfella eru ættgeng og fram að þessu hafa rannsóknir einkum beinst að þeirra tegund. Í þessu sambandi hefur mesta athygli vakið stökkbreitt enzyme sem nefnist SOD1. Stökkbreytt SOD1 hefur fundist í 20% tilfella af FMND, þannig að álitið er að einungis 2% allra MND tilfella séu með stökkbreytt SOD1.

Nú berast þær fréttir að rannsóknir sýni að bæði FMND og SMND stafi af eitrun frá SOD1 og að sú eitrun komi eingöngu frá Astrocytes. Til dæmis valdi SOD1 í taugafrumunum sjálfum engum skaða. Frá þessum merku niðurstöðum er greint í ágúst-hefti Nature Biotechnology (Brian K. Kaspar og fl.), undir nafninu:

Astrocytes from familial and sporadic ALS patients are toxic to motor neurons. 



Heldstu niðurstöður greinarinnar: 

• Vísindamennirnir framleiddu Astocytes úr ættföður-frumum (Progenitor Cells), sem fengnar voru úr mænu látins fólks – með FMND, SMND og til samanburðar án MND.
   
• Hreyfitauga-frumur voru fengnar úr heilbrigðum tilrauna-músum. Tilraunir voru síðan gerðar í tilraunaglösum, með mismunandi samsetningu Astrocytes og taugafrumum.

• Tilraunirnar leiddu í ljós að hreyfitauga-frumur visnuðu, ef þær voru hafðar í sambúð við Astrocytes úr MND sjúklingum og það hvort sem um var að ræða FMND eða SMND.

• Sömu niðurstöður fengust ef notaður var vökvinn sem Astrocytes höfðu hafst við í. Astrocytes gefa því frá sér eiturefni sem eru vatnsleysanleg og drepa hreyfitauga-frumur hvort sem Astrocytes eru áfram í tilraunaglasinu eða ekki.

• Ef enzymið SOD1 í Astrocytes er deyft braggast hreyfitauga-frumurnar eðlilega, þannig að eitrið kemur örugglega frá þeim. Öðrum taugafrumum verður ekki meint af eitrinu, né öðrum frumum í taugakerfinu.

• Tilraunirnar sýndu fram á, að hægt er að gera MND rannsóknir í tilraunaglösum og að öll afbrigði af MND virðast stafa af sömu ástæðum. Þar með er úr sögunni það mikla vandamál sem stafaði af því að engar þekktar stökkbreytingar tengdust 98% allra MND-tilfella.

 

 

 

             

Ættartré hreyfitaugar (Neuron) og Astrocyte.



 

Hvað er SOD1 ?

SOD stendur fyrir Superoxide Dismutase, sem er enzyme sem finnst inni í frumum manns-líkamans og breytir superoxíði (O2^- ) í vetnis-peroxíð (H2O2) og súrefni (O2). Af SOD eru til þrjú afbrigði, með mismunandi málm-atómum:

SOD1: Kopar, Zink - Superoxide Dismutase.
SOD2: Mangan - Superoxide Dismutase.
SOD3: Járn - Superoxide Dismutase.


Efnabreytingunni er hægt að lýsa samkvæmt efnajöfnunni:


 

Superoxide Dismutase

2 O2^- + 2 H⁺   ààààààà H2O2 + O2

 

Önnur enzym eins og til dæmis Catalase eða Glutathione Peroxidase (GPx) taka síðan við verkinu og breyta peroxíðinu (H2O2) í skaðlaus efnasambönd vatns (H2O) og súrefnis (O2).

           

Hafa horfur á lækningu batnað ?

Hægt er að fullyrða að með niðurstöðum þeirra rannsókna sem hér hefur nokkuð verið greint frá, hafa líkur aukist verulega að orsakir MND verði bráðlega uppgötvaðar. Nú þegar blasa við möguleikar til lækninga, en auðvitað getur framtíðin ein skorið úr um hvernig til mun takast. Einnig virðast þær aðferðir sem vísindamennirnir notuðu opna einnig möguleika til að skilja betur ýmsa aðra sjúkdóma, eins og Parkinson og Alzheimer. 
 
  

Eldri greinar mínar um MND:

08.04.2010: 
http://altice.blogcentral.is/blog/2010/10/9/hreyfitaugalomun-mnd-og-elliglop-ftd/

04.07.2010: 
http://altice.blogcentral.is/blog/2010/10/10/fjogur-afbrigdi-hreyfitaugalomunar/


 
                

 

 

Greinar sem Brian K. Kaspar og félagar vísa til:

(1) Human Embryonic Stem Cell-Derived Motor Neurons Are Sensitive to the Toxic Effect of Glial Cells Carrying an ALS-Causing Mutation.

(2) Astrocytes as determinants of disease progression in inherited amyotrophic lateral sclerosis.

(3) Non-Cell-Autonomous Effect of Human SOD1 G37R Astrocytes on Motor Meurons Derived from Human Embryonic Stem Cells.

(4) Non–cell autonomous effect of glia on motor neurons in an embryonic stem cell–based ALS model.

(5) Astrocytes expressing ALS-linked mutated SOD1 release factors selectively toxic to motor neurons.

(7) Non–cell autonomous toxicity in neurodegenerative disorders: ALS and beyond.

(8) ALS: A Disease of Motor Neurons and Their Nonneuronal Neighbors.

(10) Wild-Type Nonneuronal Cells Extend Survival of SOD1 Mutant Motor Neurons in ALS Mice.

(13) Induced Pluripotent Stem Cells Generated from Patients with ALS Can Be Differentiated into Motor Neurons.

(21) Toxicity from different SOD1 mutants dysregulates the complement system and the neuronal regenerative response in ALS motor neurons.

(24) Virus-Delivered Small RNA Silancing Sustaines Strength in Amyotrophic Lateral Sclerosis.

(25) Wild-type and mutant SOD1 share an aberrant conformation and a common pathogenic pathway in ALS.

(26) Common molecular signature in SOD1 for both sporadic and familial amyotrophic lateral sclerosis.

(27) Proteins that bind to misfolded mutant superoxide dismutase-1 in spinal cords from transgenic ALS model mice.

 

 ><<>><