Lo studio fornisce i nuovi obiettivi potenziali per il trattamento dell'epilessia

Un nuovo studio fornisce i nuovi obiettivi potenziali per il trattamento l'epilessia e di nuove comprensioni fondamentali nella relazione fra i neuroni e le loro celle glial “dell'assistente„. Nel eLife, in scienziati all'istituto del Picower del MIT per il rapporto di memoria e di apprendimento che trova una sequenza chiave degli eventi molecolari in cui la mutazione genetica in un modello della mosca di frutta dell'epilessia lascia i neuroni vulnerabili ad iper diventante attivata dallo sforzo, piombo agli attacchi.

Circa 60 milione di persone universalmente hanno epilessia, uno stato neurologico caratterizzato dagli attacchi derivando dall'eccessiva attività neurale. Il modello “di zydeco„ vola negli attacchi di esperienza di studio in modo simile. Dalla scoperta dello zydeco, il laboratorio del neurobiologo Littleton troy, professore del MIT di Menicon in neuroscienza, sta studiando perché la mutazione dello zydeco delle mosche le rende un modello potente dell'epilessia.

Dirigendosi nello studio, il gruppo piombo da postdoc Shirley Weiss ha saputo che la mutazione di zydeco specificamente è stata espressa dalle celle glial della corteccia e che la proteina fa le guide per pompare gli ioni del calcio dalle celle. Ma quello non ha spiegato molto circa perché una difficoltà delle cellule glial che mantiene un riflusso e un flusso naturali degli ioni del calcio piombo i neuroni adiacenti per trasformarsi in in sforzi d'induzione di sotto troppo attivi quali le temperature del febbre-grado o la mosca che è spinta intorno.

L'attività dei neuroni aumenta e cadute basate sul flusso degli ioni - per un neurone “ad incendio,„ per esempio, contiene gli ioni del sodio e poi calmare recedala rilascia gli ioni del potassio. Ma la capacità dei neuroni di fare che dipende là da essere un bilanciamento tendente degli ioni fuori della cella. Per esempio, troppo esterno del potassio lo rende più duro liberarsi del potassio e calmare.

L'esigenza di un bilanciamento dello ione - ed il modo è turbata dalla mutazione di zydeco - è risultato essere il tasto al nuovo studio. in serie quadriennale di esperimenti, Weiss, Littleton ed i loro co-author hanno trovato che il calcio in eccesso in celle di glia della corteccia le induce iper-ad attivare una via molecolare che piombo loro per ritirare molti dei canali del potassio che spiegano tipicamente per eliminare il potassio intorno ai neuroni. Con troppo potassio lasciato intorno, i neuroni non possono calmare quando sono emozionanti e gli attacchi seguono.

“Nessuno realmente ha indicato come la segnalazione del calcio nel glia potrebbe direttamente comunicare con questo ruolo più classico delle celle glial nella bufferizzazione del potassio,„ Littleton ha detto. “Così questa è una scoperta realmente importante che collega un'osservazione che è trovata a lungo in glia - queste oscillazioni del calcio che nessuno realmente ha capito - ad una funzione biologica reale in celle glial in cui sta contribuendo alla loro capacità di regolamentare il bilanciamento ionico intorno ai neuroni.„

Nuovi obiettivi per intervento

Il lavoro di Weiss presenta una serie di eventi dettagliata, implicando parecchi giocatori e trattamenti molecolari specifici. Quello pienamente ha sviluppato la conoscenza ha significato che lungo la strada, lei ed il gruppo hanno trovato i punti multipli in cui potrebbero intervenire per impedire gli attacchi.

Ha cominciato lavorare il problema dall'estremità del calcio. Con troppo calcio in corso di realizzazione, ha chiesto, che geni potrebbero essere in una via relativa tali che, se la loro espressione fosse impedita, gli attacchi non accadrebbero? Ha interferito con l'espressione in 847 geni potenzialmente relativi ed ha trovato quella circa 50 attacchi influenzati. Fra quelli, uno ha corrisposto fuori sia per molto attentamente il collegamento al regolamento del calcio che anche all'espressione nelle celle chiave di glia della corteccia di interesse: calcineurin. L'attività d'inibizione di calcineurin, per esempio con il cyclosprorine A o FK506 dei farmaci del immunosoppressore, attacchi bloccati in zydeco mutante vola.

Weiss poi ha esaminato i geni influenzati dalla via di calcineurin ed ha trovato vari. L'un giorno ad una conferenza dove stava presentando un manifesto del suo lavoro, uno spettatore ha citato che i canali glial del potassio potrebbero essere implicati. Abbastanza sicura, ha trovato particolare chiamato “l'uomo sabbia„ quello, una volta abbattuta, piombo agli attacchi nelle mosche. Ulteriore ricerca ha indicato che l'iper attivazione del calcineurin in glia di zydeco piombo ad un aumento in un trattamento cellulare ha chiamato il endocytosis in cui la cella stava portando troppo uomo sabbia nuovamente dentro il corpo cellulare. Senza uomo sabbia che resta sulla membrana cellulare, il glia non ha potuto efficacemente eliminare il potassio dall'esterno.

Quando Weiss ed i suoi co-author hanno interferito per sopprimere il endocytosis in zydeco vola, essi egualmente poteva diminuire gli attacchi perché quello ha permesso che più uomo sabbia persistesse dove potrebbe diminuire il potassio. Sandman, è considerevolmente equivalente ad una proteina in mammiferi chiamati TRESK.

“Farmacologicamente mirare alle vie glial potrebbe essere un viale di promessa per lo sviluppo futuro della droga nel campo,„ gli autori hanno scritto nel eLife.

Oltre a quel cavo clinico, lo studio egualmente offre alcune nuove comprensioni per la neuroscienza più fondamentale, Littleton e Weiss hanno detto. Mentre lo zydeco vola sono i buoni modelli dell'epilessia, glia della corteccia della drosofila hanno i beni non trovati in mammiferi: contattano soltanto il corpo cellulare dei neuroni, non le connessioni sinaptiche sui loro rami del dendrite e dell'assone. Quello rende loro un banco di prova insolitamente utile per imparare come il glia interagisce con i neuroni via il loro corpo cellulare contro le loro sinapsi. Il nuovo studio, per esempio, mostra un meccanismo chiave per il mantenimento del bilanciamento ionico per i neuroni.