O estudo fornece alvos novos potenciais tratando a epilepsia

Um estudo novo fornece alvos novos potenciais tratando a epilepsia e introspecções fundamentais novas no relacionamento entre os neurônios e suas pilhas glial do “ajudante”. No eLife, nos cientistas no instituto do Picower do MIT para o relatório da aprendizagem e da memória que encontra uma seqüência chave dos eventos moleculars em que a mutação genética em um modelo da mosca de fruto da epilepsia deixa os neurônios vulneráveis a hyper se tornando ativada pelo esforço, conduzindo às apreensões.

Aproximadamente 60 milhões de pessoas no mundo inteiro têm a epilepsia, uma condição neurológica caracterizada por apreensões resultando da actividade neural excessiva. O modelo do “zydeco” voa nas apreensões da experiência do estudo de forma semelhante. Desde a descoberta do zydeco, o laboratório do neurobiólogo Troy Littleton do MIT, professor de Menicon na neurociência, tem investigado porque a mutação do zydeco das moscas lhe faz um modelo poderoso da epilepsia.

Dirigindo no estudo, a equipe conduzida pelo postdoc Shirley Weiss soube que a mutação do zydeco estêve expressada especificamente por pilhas glial do córtice e que a proteína ele faz ajudas para bombear íons do cálcio fora das pilhas. Mas isso não explicou muito sobre porque uma dificuldade de pilha glial que mantem um refluxo e um fluxo naturais de íons do cálcio conduziria os neurônios adjacentes para se transformar esforços deindução inferiores demasiado activos tais como temperaturas da febre-categoria ou a mosca que está sendo empurrada ao redor.

A actividade dos neurônios aumenta e as quedas baseadas no fluxo dos íons - para um neurônio ao “incêndio,” por exemplo, recolhe íons do sódio, e acalmar-se então para trás abaixo dela libera íons do potássio. Mas a capacidade dos neurônios para fazer que depende lá de ser um balanço conducente dos íons fora da pilha. Por exemplo, demasiada parte externa do potássio faz mais duro obter livrada do potássio e acalmar-se para baixo.

A necessidade para um balanço do íon - e a maneira é virada pela mutação do zydeco - despejou ser a chave ao estudo novo. Em uma série de quatro anos de experiências, Weiss, Littleton e seus co-autores encontraram que o cálcio adicional em pilhas do glia do córtice faz com que hyper-activem um caminho molecular que as conduzisse para retirar muitos dos canais do potássio que distribuem tipicamente para remover o potássio em torno dos neurônios. Com demasiado potássio deixado ao redor, os neurônios não podem acalmar-se para baixo quando são entusiasmado, e as apreensões seguem.

“Ninguém mostrou realmente como a sinalização do cálcio no glia poderia directamente se comunicar com este papel mais clássico de pilhas glial na protecção do potássio,” Littleton disse. “Assim esta é uma descoberta realmente importante que liga uma observação que seja encontrada no glia por muito tempo - estas oscilações do cálcio que ninguém compreendeu realmente - a uma função biológica real nas pilhas glial onde está contribuindo a sua capacidade para regular o balanço iónico em torno dos neurônios.”

Alvos novos para a intervenção

O trabalho de Weiss apresenta uma seqüência de eventos detalhada, implicando diversos jogadores e processos moleculars específicos. Isso construiu rica o conhecimento significou isso ao longo do caminho, a e as etapas múltiplas encontradas equipe em que poderiam intervir para impedir apreensões.

Começou trabalhar o problema da extremidade do cálcio. Com demasiado cálcio em progresso, pediu, que genes puderam ser em um caminho relacionado tais que, se sua expressão foi impedida, as apreensões não ocorreriam? Interferiu com a expressão em 847 genes potencial relacionados e encontrou aquela aproximadamente 50 apreensões afetadas. Entre aqueles, um representou para fora pròxima sendo ligado ao regulamento do cálcio e igualmente sendo expressado nas pilhas chaves do glia do córtice do interesse: calcineurin. A actividade de inibição do calcineurin, por exemplo com o cyclosprorine A ou FK506 das medicamentações do imunossupressor, apreensões obstruídas no mutante do zydeco voa.

Weiss então olhou os genes afetados pelo caminho do calcineurin e encontrou diversos. Um dia em uma conferência onde apresentasse um cartaz de seu trabalho, um espectador mencionou que os canais glial do potássio poderiam ser involvidos. Certo bastante, encontrou particular chamado o “sandman” isso, quando batida para baixo, conduzido às apreensões nas moscas. Uma pesquisa mais adicional mostrou que a activação hyper do calcineurin no glia do zydeco conduzido a um aumento em um processo celular chamou o endocytosis em que a pilha trazia demasiado sandman de novo no corpo de pilha. Sem sandman que fica na membrana de pilha, o glia não podia eficazmente remover o potássio da parte externa.

Quando Weiss e seus co-autores interferiram para suprimir o endocytosis no zydeco voa, eles igualmente podia reduzir apreensões porque aquele permitiu que mais sandman persistisse onde poderia reduzir o potássio. O Sandman, notàvel, é equivalente a uma proteína nos mamíferos chamados TRESK.

“Farmacològica visar caminhos glial pôde ser uma avenida prometedora para a revelação futura da droga no campo,” os autores escreveu no eLife.

Além do que esse chumbo clínico, o estudo igualmente oferece algumas introspecções novas para uma neurociência mais fundamental, Littleton e Weiss disseram. Quando o zydeco voar são os bons modelos da epilepsia, glia do córtice da drosófila têm uma propriedade não encontrada nos mamíferos: contactam somente o corpo de pilha dos neurônios, não as conexões synaptic em seus ramos do axónio e da dendrite. Isso faz-lhes um testbed raramente útil para aprender como o glia interage com os neurônios através de seu corpo de pilha contra suas sinapses. O estudo novo, por exemplo, mostra um mecanismo chave para manter o balanço iónico para os neurônios.