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Os pesquisadores descobrem as pilhas glial que a resposta do esforço do controle, estende o tempo nos sem-fins

Quando muitos de nós preocupação sobre as proteínas que agregam em nossos cérebros como nós envelhecemos e potencial causando a doença de Alzheimer ou os outros tipos de neurodegeneration, nós não pudermos realizar que algumas das mesmas proteínas estão agregando em nossos músculos, configurando nos para a atrofia do músculo na idade avançada.

O University of California, Berkeley, cientistas tem encontrado agora os neurónios que ajudam a limpar estes emaranhados e a prolongar a vida -- pelo menos nos sem-fins (elegans de Caenorhabditis) e possivelmente nos ratos. Isto poderia conduzir às drogas que melhoram a saúde do músculo ou estendem um tempo humano saudável.

A descoberta a mais recente da equipa de investigação, publicada o 24 de janeiro na ciência do jornal, é que as meras quatro pilhas glial no cérebro do sem-fim controlam a resposta do esforço nas pilhas durante todo seu corpo e aumentam o tempo do sem-fim por 75%. Aquela era uma surpresa, desde que as pilhas glial são demitidas frequentemente como meras pilhas do apoio para os neurônios que fazem os trabalhos reais do cérebro, como a aprendizagem e a memória.

Isto que encontra segue um estudo 2013 em que o grupo de Uc Berkeley relatou que os neurônios ajudam a regular a resposta do esforço em pilhas periféricas, embora de uma forma diferente do que pilhas glial, e alonga a vida de um sem-fim por aproximadamente 25%. Nos ratos, o regulamento neuronal de impulso aumenta o tempo por aproximadamente 10%.

Junto, estes resultados pintam uma imagem da aproximação de duas pontas do cérebro a manter as pilhas de corpo saudáveis. Quando o cérebro detectar um ambiente fatigante -- bactérias ou vírus de invasão, por exemplo -- um subconjunto dos neurônios envia sinais elétricos às pilhas periféricas obtê-las mobilizadas para responder ao esforço, tal como directo quebrando acima emaranhados, a produção de impulso da proteína e mobilizando a gordura armazenada. Mas porque os sinais elétricos produzem somente uma breve resposta, as pilhas glial retrocedem dentro para mandar uma hormona duradouro, até agora não identificada, de que mantenha um prazo, resposta do anti-esforço.

“Nós temos descoberto que se nós giramos sobre estas respostas no cérebro, se comunicam à periferia para proteger o organismo inteiro da diminuição do início da idade que acontece naturalmente. Rewires seu metabolismo, igualmente protege contra a agregação da proteína,” disse Andrew Dillin, professor de Uc Berkeley de molecular e da biologia celular e do investigador (HHMI) do Howard Hughes Medical Institute. Em conseqüência do estudo novo, “nós pensamos que o glia está indo ser mais importante do que os neurônios.”

Quando os elegans da lombriga C. forem uma maneira longa evolutionarily dos seres humanos, o facto de que as pilhas glial parecem ter um efeito similar nos ratos sugere que o mesmo possa ser verdadeiro dos seres humanos. Em caso afirmativo, pode conduzir às drogas que combatem o músculo que desperdiça e a obesidade e talvez aumenta um tempo saudável.

Se você olha seres humanos com sarcopenia ou em uns ratos e em uns seres humanos mais idosos, têm agregados da proteína em seu músculo. Se nós podemos encontrar esta hormona, talvez pode manter o músculo em massa mais altamente em uns povos mais idosos. Há uma oportunidade enorme aqui.”

Professor de Andrew Dillin, de Uc Berkeley de molecular e biologia celular e investigador (HHMI) do Howard Hughes Medical Institute

Em um comentário na mesma introdução do 24 de janeiro da ciência, dois cientistas da Universidade de Stanford, Jason Wayne Miklas e morena de Anne, ecoaram esse potencial. “Compreendendo como as pilhas glial respondem ao esforço e que neuropeptides segregam podem ajudar a identificar intervenções terapêuticas específicas para manter ou rebalance estes caminhos durante o envelhecimento e doenças relativas à idade,” escreveram.

Como estender o tempo

Dillin estuda a deterioração convenientemente simultânea das pilhas durante todo o corpo como ele envelhece na morte. Mostrou nos sem-fins e nos ratos que as hormonas e os neurotransmissor liberados pelo cérebro mantêm esta divisão na verificação ativando uma resposta do esforço nas pilhas de corpo e ajustando acima de seu metabolismo. A resposta originou provavelmente para lutar a infecção, com o efeito secundário de manter tecidos tempo saudável e estendendo. Porque nossa parada das pilhas que responde a estes sinais como nós envelhecemos é a pergunta grande.

Ao longo da última década, e seus colegas identificaram três técnicas usadas por sem-fins para manter suas pilhas saudáveis e, conseqüentemente, longo-vividas. Ativar a resposta de choque de calor do corpo, por exemplo, protege o citoplasma da pilha. Estimular a resposta desdobrada da proteína protege as estruturas da produção de energia das pilhas, as mitocôndria. A resposta desdobrada da proteína é a maneira da pilha de certificar-se proteínas supor sua estrutura 3D apropriada, que é crucial para o funcionamento apropriado dentro da pilha.

Sua descoberta mais atrasada é esse glia, assim como os neurônios, estimulam a resposta desdobrada da proteína no segundo estômago endoplasmic (ER). O ER é a estrutura celular que hospeda os ribosomes que fazem proteínas -- o ER é calculado para ser responsável para a dobradura e a maturação do tanto como como 13 milhão proteínas pela acta.

“Muito trabalho que nós fizemos descobriu que determinadas partes do cérebro controlam o envelhecimento do resto do animal, nos organismos dos sem-fins aos ratos e provavelmente aos seres humanos,” Dillin disse.

Outras duas intervenções igualmente aumentam o tempo nos sem-fins: faça dieta a limitação, que pode chamar no jogo outros mecanismos antienvelhecimento, e a diminuição da produção de uma hormona chamada insulina-como o factor de crescimento (IGF-1).

As descobertas de Dillin têm conduzido já aos tratamentos novos para doenças. Cofounded uma empresa, Mitobridge Inc. (adquirido recentemente por Astellas Pharma Inc.), com base em encontrar que determinadas proteínas ajudam a ajustar acima as mitocôndria. Uma droga a empresa desenvolvida está agora em ensaios clínicos da fase II para tratar o dano que ocorre quando os rins reiniciam após a falha repentina, como durante uma operação.

Cofounded uma outra empresa, terapêutica de Proteostatis, para desenvolver um tratamento para a fibrose cística que é baseada em ativar a resposta desdobrada da proteína aos canais do íon do reparo nos povos com a doença.

A descoberta nova sobre como o impacto do neurotransmissor e das hormonas o ER poderia ter implicações para as doenças que envolvem o músculo que desperdiça, como a doença de Huntington e os formulários dos myocytis.

Pilhas de Glial

Em 2013, Dillin e seus colegas descobriram aquele expressão de impulso de uma proteína chamada xbp-1s em pilhas de nervo sensorial nos impulsos do cérebro do sem-fim a resposta misfolded da proteína durante todo o corpo do sem-fim. Pouco depois, o companheiro pos-doctoral Ashley Frakes decidiu ver se as pilhas glial que enshrouding estes neurônios foram envolvidas igualmente. Quando overexpressed a mesma proteína, xbp-1s, em um subconjunto dos estes glia (cefálico astrocyte-como o glia da bainha, ou o CEPsh), descobriu um efeito mesmo maior em pilhas periféricas, como medido por como tratam uma dieta alto-gorda.

Frakes podia localizar o glia de quatro CEPsh responsável para provocar a resposta do ER, porque o corpo dos elegans do C. é estudado tão bem. Há somente 959 pilhas no sem-fim inteiro, 302 de que são as pilhas de nervo, e 56 são pilhas glial.

Trabalho os neurônios do CEP e do glia de CEPsh diferentemente, mas aditiva, para melhorar o metabolismo e limpar para baixo agregados da proteína como os sem-fins magros e para viver duas vezes enquanto sem-fins sem esta protecção de uma dieta alto-gorda.

“O facto de que apenas algumas pilhas controlam o futuro do organismo inteiro é incompreensível,” Dillin disse. De “o trabalho 10 Glia cronometra melhor do que os neurônios em promover esta resposta e aproximadamente duas vezes o tão bom no tempo de alargamento.”

Frakes está tentando actualmente identificar a hormona produzida por estas pilhas glial, uma primeira etapa da sinalização para encontrar uma maneira de activar a resposta nas pilhas que estão diminuindo na função e talvez de criar uma droga para ajustar acima pilhas humanas e para deter os efeitos do envelhecimento, da obesidade ou dos outros tipos de esforço.

Frakes igualmente encontrou que os sem-fins slimmed para baixo porque suas lojas da gordura, sob a forma das gotas do lipido, foram transformadas no ER. Um outro grupo de investigação em Texas mostrou que xbp-1s de activação nos neurônios dos ratos igualmente tem o efeito de reduzir lojas gordas e emagrecimento os ratos, dos proteger dos efeitos de uma dieta alto-gorda e de estender seu tempo.

“Quando o activam nos neurônios, vêem o fígado obter livrado da gordura, redistribuindo procuras metabólicas,” Dillin disse. “Eu penso que nós veríamos a mesma coisa nos seres humanos, também.”

Source:
Journal reference:

Frakes, A.E., et al. (2020) Four glial cells regulate ER stress resistance and longevity via neuropeptide signaling in C. elegans. Science. doi.org/10.1126/science.aaz6896.