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La ricerca suggerisce un nuovo approccio possibile a trattare le malattie neurodegenerative

I ricercatori al centro medico di Vanderbilt University (VUMC) hanno indicato per la prima volta che quando un nervo ottico nell'occhio è danneggiato, come nel glaucoma, il nervo ottico opposto ottiene al salvataggio la divisione della sua energia metabolica.

In tal modo, tuttavia, il nervo ottico intatto diventa vulnerabile ad ulteriore sforzo metabolico, in grado di spiegare perché il neurodegeneration osservato in questo ed altre diffusioni di malattie fra le regioni del cervello.

Ciò è la prima dimostrazione delle risorse metaboliche che sono divise fra i due occhi ed i nervi ottici.„

Ramponi di David, PhD, presidenza vice del dipartimento di oftalmologia e di scienze visive a VUMC e Direttore del centro di ricerca di visione di Vanderbilt

Il rapporto dai ramponi e dai colleghi, pubblicati lunedì negli atti dell'Accademia nazionale delle scienze, suggerisce un nuovo approccio potenziale a trattare le malattie neurodegenerative come il glaucoma ed il morbo di Alzheimer rinforzando le risorse metaboliche in neuroni implicati.

Il glaucoma, una causa principale di cecità, è causato dalla sensibilità a pressione oculare, che piombo a degenerazione della proiezione neurale dell'occhio al cervello.

Determinanti per salubrità di un neurone sono i astrocytes, le celle glial a forma di stella che memorizzano il glicogeno e lo rilasciano come glucosio, il combustibile di che i neuroni hanno bisogno per funzionare poiché non memorizzano la loro propria fonte di energia.

Facendo uso della rappresentazione (PET) di tomografia a emissione di positroni, che può mappare l'attività metabolica delle celle in tessuti differenti, i ricercatori hanno indicato che quando un nervo ottico è stato sollecitato da un aumento nella pressione intraoculare, i metaboliti compreso glicogeno sono stati trasferiti dal nervo ottico sano via il loro punto dell'incrocio nel cervello.

“L'energia è trasferita su un nervo ottico, attraverso il chiasm ottico (una struttura a forma di x costituita dall'incrocio dei nervi ottici) nel cervello e receda all'altro occhio, che è una distanza tremenda per i metaboliti al viaggio,„ Calkins ha detto.

“Non lo conosciamo esattamente come ha fatto,„ abbiamo detto.

Tuttavia, il trasferimento dipende da connexin 43 (Cx43), la proteina che compone le giunzioni di spazio in astrocytes. Le giunzioni di spazio sono canali intracellulari che connettono le celle adiacenti e che permettono lo scambio di piccole molecole fra loro.

Quando Cx43 era geneticamente “KO„ in un modello del mouse, il trasferimento di energia non è accaduto all'interno delle reti del astrocyte fra i due nervi ottici.

Le guide di fenomeno di trasferimento spiegano gli effetti bilaterali veduti nelle malattie neurodegenerative. Il morbo di Alzheimer, per esempio, può cominciare in un emisfero del cervello e viaggiare al seguente.

Mentre dividere l'energia aiuta il tessuto malato, il tessuto che sta donando le sue memorie di energia diventa più suscettibile della lesione successiva. “C'è un prezzo da essere pagato,„ Calkins ha detto.

“Questo lo implica che un modo rallentare il neurodegeneration sia stato generalmente di amplificare le risorse metaboliche nel cervello,„ ha detto. “Un modo che può essere fatto è mirando ai astrocytes per riprogrammarli per creare e memorizzare più metaboliti per dividere con i neuroni.

Facendo uso di terapia genica riprogrammare i neuroni in determinate malattie del sistema visivo è stato indicato per essere efficace. “Che cosa sto provando ora a fare è con terapia genica per riprogrammare i astrocytes usando i virus per inserire i geni nel loro DNA,„ ha detto.

I ramponi è il Denis M.O'Day, MBBS, professore dell'oftalmologia e scienze visive e professore di farmacologia.

Il bottaio laureato di laurea di Melissa della neuroscienza recente, PhD, era primo autore del documento. Altri co-author erano silvia Pasini, PhD, Wendi Lambert, PhD, Karis D'Alessandro, Vincent Yao e Michael Risner, PhD.

La ricerca ha cominciato nel 2016, quando i ramponi hanno ricevuto il finanziamento attraverso il fondo per l'innovazione di Stanley Cohen, che è stato stabilito che anno in onore del premio Nobel di Vanderbilt secondo nella medicina per supportare ricerca ad alto rischio innovatrice.

Source:
Journal reference:

Cooper, M.L., et al. (2020) Redistribution of metabolic resources through astrocyte networks mitigates neurodegenerative stress. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2009425117.