Tarptautinės tyrėjų komandos atradimas leis dar geriau pažinti smegenis
Ko­vo pa­bai­go­je pres­ti­ži­nia­me žur­na­le „Na­tu­re Com­mu­ni­ca­tions“ pub­li­kuo­tas straips­nis „Mic­rog­lia Re­mo­del Sy­nap­ses by Pre­sy­nap­tic Tro­go­cy­to­sis and Spi­ne Head Fi­lo­po­dia In­duc­tion“. Tarp jo bend­raau­to­rių – dvi Vil­niaus uni­ver­si­te­to Gy­vy­bės moks­lų cen­tro (VU GMC) Bio­moks­lų ins­ti­tu­to moks­li­nin­kės dr. Ur­tė Ne­niš­ky­tė ir Au­gus­tė Va­di­šiū­tė.

Tarptautinė tyrėjų komanda, kurios daugumą sudarė Europos molekulinės biologijos laboratorijos (EMBL) mokslininkai, pirmą kartą užfiksavo, kad mikroglijos ląstelės smegenyse „apkramto“ sinapses – jungtis tarp dviejų neuronų, kuriomis perduodami signalai. Tyrimo rezultatai atskleidžia, kad specialios glijos ląstelės padeda sinapsėms augti ir persigrupuoti, ir taip parodo esminį jų vaidmenį smegenų vystymosi procese.

VU GMC tyrėjos vertino mikroglijos ląstelių aktyvumą skirtingose postnatalinio pelių hipokampo vystymosi stadijose. Gauti duomenys rodo, kad antroji postnatalinio vystymosi savaitė yra fagocitiškai aktyvios mikroglijos laikotarpis, todėl šis periodas gali būti tinkamiausias ieškant įrodymų, kad mikroglijos ląstelės svarbios pašalinant sinapses.

Dr. U. Neniškytė sako, kad viena iš dešimties mūsų smegenų ląstelių yra mikroglijos ląstelė. Ji veikia kaip pirmasis ir pagrindinis kontaktas, turintis įtakos aktyviai centrinės nervų sistemos imuninei gynybai. Ši ląstelė taip pat lemia sveiką smegenų vystymąsi.

„Mūsų rezultatai rodo, kad mikroglijos ląstelės „apkramto“ sinapses tam, kad jas sustiprintų, o ne susilpnintų“, – paaiškina tyrimui vadovavęs dr. Cornelius Grossas iš EMBL. Šis procesas buvo stebimas pelių smegenyse jas vaizdinant.

Mokslininkų komanda aptiko, kad beveik pusę laiko, kol mikroglijos ląstelės kontaktuoja su sinapse, pastarosios galvutė sudaro filopodijas. Mikroglijos ląstelė kontaktuoja su ne viena sinapse: vienu atveju buvo stebima, kaip viena mikroglija lietė net penkiolikos sinapsių filopodijų. Filopodija vadinamos plonos baltymu aktinu praturtintos plazminės membranos galūnės, kurios funkcionuoja kaip antena, padedanti ląstelėms zonduoti jų aplinką. Filopodija turi reikšmės ląstelių migracijai, neuritų ataugimui, žaizdų gydymui ir tarnauja kaip prekursorius neuronų dendrituose.

Mokslininkai, norėdami pamatyti, kaip mikroglijos pašalina sinapses, suprato, kad jos dažniausiai sužadina pastarųjų augimą. Taip jos gali padėti susidaryti dviguboms sinapsėms, kai neurono išskirti neuronešikliai aktyvuoja du kontaktuojamus partnerius vietoj vieno. Šis procesas gali padidinti neuronų jungčių efektyvumą. Tad mikroglijos aktyvumas skatina struktūrinį smegenų plastiškumą, taip pat sinapsių persigrupavimą, kuris atsakingas už mūsų mokymąsi ir atmintį.

Tai buvo pirmasis bandymas smegenyse vaizdinti sinapsių genėjimą, o šis straipsnis vainikuoja mokslininkų penkerių metų darbą. Komanda išbandė tris pažangiausias vaizdinimo sistemas. Derinant koreliacinę šviesos ir elektronų mikroskopiją (angl. correlative light and electron microscopy) su šviesos plokštumų mikroskopija (angl. light sheet fluorescence microscopy) pirmą kartą pavyko nufilmuoti sinapses, „apkramtomas“ mikroglijos ląstelių.