Mozek dospělých myší dokáže po místní ztrátě astrocytů obnovovat jejich síť způsobem, který se liší od běžně popisované reakce na poškození. Ukázala to studie zveřejněná v časopise Nature Neuroscience. Astrocyty jsou hvězdicovité gliové buňky, tedy buňky zajišťující neuronům podpůrné prostředí: podílejí se na zásobování nervové tkáně, regulaci průtoku krve i udržování jejího chemického prostředí.
Výzkumný tým vedený Brunem Weberem z University of Zurich zkoumal dospělé myši s lokálně a selektivně vyvolanou ztrátou astrocytů v somatosenzorické kůře. Využil pro to protilátky proti akvaporinu 4, bílkovině vodního kanálu, která se v centrální nervové soustavě nachází téměř výhradně v astrocytech. Tento postup vytvořil model astrocytopatie, tedy stavu, při němž jsou astrocyty poškozovány nebo zanikají. Podobný mechanismus hraje roli například u neuromyelitis optica spectrum disorder, vzácného autoimunitního onemocnění nervové soustavy.
Autoři sledovali stejné buňky po dobu několika týdnů pomocí dvoufotonové mikroskopie přímo v mozku živých zvířat. Metoda využívá současné pohlcení dvou fotonů a umožňuje zobrazovat struktury hluboko v tkáni s menším poškozením než při běžném fluorescenčním snímání. Pozorování doplnili analýzou genové aktivity v prostoru a čase, měřením vápníkové aktivity astrocytů a ověřováním nálezů v odebrané tkáni pomocí světelné i elektronové mikroskopie.
Jádra se posouvala uvnitř společné cytoplazmy
Astrocyty na okraji poškozené oblasti nejprve výrazně změnily tvar. Vytvářely dlouhé výběžky orientované směrem do místa, kde astrocyty chyběly, a množily se. V průběhu 60 dnů po vyvolání léze se rozdělilo přibližně 60 procent sledovaných astrocytů v jejím okolí, zatímco v kontrolních oblastech činil tento podíl jedno procento. Některé buňky se rozdělily opakovaně a vytvořily až čtyři dceřiné buňky.
Klíčovým zjištěním byl následný pohyb nově vzniklých jader. Nešlo zpočátku o migraci celých samostatných buněk. Dceřiná jádra se po dělení přesouvala výběžky od mateřské buňky do dříve neobsazeného prostoru. Elektronová mikroskopie ukázala, že vzdálené jádro a mateřské jádro přitom nadále sdílely společnou cytoplazmu, tedy vnitřní obsah buňky. Autoři tento děj popisují jako nukleokinezi, aktivní přesun buněčného jádra známý především z vývoje nervové soustavy.
Nejvíce těchto přesunů nastávalo během prvních 14 dnů. Ze sledovaných dceřiných jader se asi tři čtvrtiny přemístily v prvním týdnu a více než 60 procent z nich urazilo vzdálenost přesahující 30 mikrometrů, tedy obvyklý poloměr území, které v mozkové kůře zaujímá jeden astrocyt. Při následném cíleném odstranění mateřských buněk přežilo šest ze sedmi sledovaných dceřiných buněk, což podle autorů naznačuje, že se později mohou osamostatnit. Studie však neurčila přesný okamžik, kdy se tento proces dokončí.
Záleželo na typu i rozsahu léze
Obnova nebyla stejná při každém poškození. Badatelé srovnali svůj model se stejně velkými ložisky mrtvice vyvolanými v mozkové kůře. U těchto lézí vzniká na rozhraní poškození gliová bariéra a astrocyty nedokázaly střed ložiska znovu osídlit úplně. Přesuny jader byly vzácné a nepřekročily 30 mikrometrů. Další pokusy navíc ukázaly, že výraznější proliferační a regenerační odpověď nastala až při ztrátě astrocytů ve větším objemu tkáně. Samotná velikost léze tedy souvisela s rozsahem přestavby, studie ale neurčila přímý molekulární mechanismus této souvislosti.
Analýza genové aktivity zachytila dočasnou reakci spojenou s poškozením, která postupně ustupovala s obnovou astrocytární sítě. Změnily se také signály související s vápníkem, jenž se podílí na buněčné komunikaci. Autoři nalezli obdobné znaky astrocytů také ve vzorcích lézí pacientů s neuromyelitis optica spectrum disorder. Hlavní experimentální výsledky však pocházejí z myšího modelu cíleného úbytku astrocytů. Neznamenají proto, že byl popsán způsob léčby po mrtvici či autoimunitních onemocnění u lidí; ukazují především dosud málo známou schopnost dospělých astrocytů reagovat na určitý typ místního poškození.
Zdroj: ScienceDaily
Tento článek byl vytvořen s pomocí umělé inteligence a redakčně zkontrolován.