De Onderzoekers ontdekken nieuwe rol van enzym in het bevorderen van zelfvernietiging van axons

De Wetenschappers in het Instituut Vollum bij OHSU hebben een enzym geïdentificeerd dat een essentiële rol in de degeneratie van axons, de threadlike gedeelten van een zenuwcel speelt die signalen binnen het zenuwstelsel overbrengen. Axon verlies komt in alle neurodegenerative ziekten voor, zodat kon deze ontdekking nieuwe wegen voor het behandelen van of het verhinderen van een brede serie van hersenenziekten openen.

Het onderzoekteam ontdekte een nieuwe rol van het enzym Axundead - of Afgeschaft - in het bevorderen van de zelfvernietiging van axons. Zij vonden dat wanneer de Afgeschafte functie werd geblokkeerd, verwonde axons niet alleen handhaafden hun integriteit maar geschikt bleven om signalen binnen het complexe schakelschema van de hersenen voor weken over te brengen. Hun onderzoek werd gepubliceerd 5 Juli in het dagboekNeuron.

„Als u deze weg richt, hebt u een werkelijk goede kans om de functionele aspecten van neuronen na een verscheidenheid van types van trauma of verwonding te bewaren,“ bovengenoemde hogere Freeman van auteursMarc, Ph.D., directeur van het Instituut Vollum bij OHSU. „Het is een zeer aantrekkelijk therapeutisch doel.“

Freeman leidde het werk in de Afdeling van Neurobiologie bij de Universiteit van de Medische School van Massachusetts. Hij is sindsdien aangeworven om het Instituut te leiden Vollum, dat scherp-rand basisonderzoek leidt naar hoe het zenuwstelsel op moleculair niveau werkt.

Scheidend axons, of axotomy, is een eenvoudige manier om de moleculaire basis van neurodegeneration te bestuderen aangezien het tot de activering van explosieve axonaldegeneratie leidt. In het laboratorium, kunnen de onderzoekers die deze techniek gebruiken pro-degeneratieve genen met grote specificiteit, vooral identificeren wanneer het gebruiken van verfijnde genetische benaderingen in het fruitvliegFruitvliegje, Freeman primair onderzoek modelorganisme. Het Fruitvliegje deelt deze zelfde wegen met mensen. Het Voorafgaande werk door Freeman laboratorium identificeerde een ander enzym, een gen genoemd SARM, die de eerste getoond was om een proces te activeren dat axons om veroorzaakt te desintegreren wanneer beschadigd.

In de huidige studie, toonden Freeman en de collega's geïdentificeerd Afgeschaft, aan dat het stroomafwaarts van SARM functioneert om axonaldegeneratie uit te voeren, en, verrassend, dat de bescherming die door Afgeschaft te blokkeren wordt veroorloofd nog sterker was dan SARM.

„Er waren werkelijk niets wij konden doen axons doden waar de Afgeschafte functie werd geblokkeerd,“ bovengenoemd Freeman.

Vanuit een evolutief perspectief, zei Freeman SARM en de Afgeschafte functie is waarschijnlijk belangrijk in het perifere zenuwstelsel na verwonding omdat de geprogrammeerde axon dood voor efficiënte verpakking van beschadigde cellulaire materialen voor verwijdering door immune cellen toestaat. Dit proces ontruimt daardoor de weg voor nieuwe neuronenprocessen aan regrow, reinnervate weefsels, en krijgt functie terug.

Vanuit een therapeutisch perspectief, het doel van het werk is te begrijpen op het moleculaire niveau hoe axons, degenereren en die wegen in patiënten blokkeren om zenuwstelselfunctie te bewaren. In vele zenuwstelselverwondingen worden axons niet gescheiden maar worden uitgerekt of verpletterd, wat het SARM-Afhankelijke doodsprogramma activeert en axon verlies drijft. In die gevallen, is het noodzakelijk om SARM en het Afgeschafte signaleren te blokkeren om axon integriteit, en beurtelings neuronenfunctie te bewaren. Tezelfdertijd hebben Freeman en anderen aangetoond dat de SARM-Afhankelijke signalerende wegen axon ook verlies in neurodegenerative voorwaarden met inbegrip van glaucoom, traumatische hersenenverwonding en randneuropathie drijven. Dit stelt het begrip van een oude en behouden axon doods signalerende weg die voor wijd wordt geactiveerd om axon verlies te drijven. Aangezien axon het verlies een universele eigenschap van neurodegenerative ziekten is, schijnt het waarschijnlijk dat het blokkeren van deze weg enorm therapeutisch voordeel kon hebben.

„Als wij manieren kunnen vinden om het te blokkeren, misschien kunnen wij functie in een brede serie van patiënten bewaren die axons door neurodegenerative ziekten of ander neuraal trauma hebben verloren,“ bovengenoemd Freeman.

Bron: De Gezondheid van Oregon & de Universiteit van de Wetenschap

Advertisement