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I ricercatori identificano i neuroni che regolamentano le risposte del tipo di nausea in mouse

Ad un certo punto, ognuno avverte la nausea. Se si presenta dopo sconsigliabile il cibo della fetta di pizza settimane di età o come accompagnamento ad un'infezione seria, quella sensazione nauseata e sconvolgente concentrata intorno allo stomaco è un segnale che qualcosa è di traverso all'interno dell'organismo e tipicamente fa presagire un periodo di vomito.

Per lo più, la nausea è soltanto temporanea. Ma per qualche gente, come quelle su determinati regimi della chemioterapia, può essere severa, cronica e perfino pericolosa quando impedisce ai pazienti di aderire al trattamento.

In un nuovo studio pubblicato in neurone, i ricercatori alla facoltà di medicina di Harvard ora hanno identificato e neuroni caratterizzati che regolamentano le risposte del tipo di nausea in mouse. Quando questi neuroni sono accesi sperimentalmente, le risposte del tipo di nausea possono essere attivate indipendentemente dall'esposizione alle sostanze d'avviamento. Senza questi neuroni, le risposte del tipo di nausea ai veleni sono perse.

I risultati fanno luce sulla sensazione della nausea e presentano i nuovi obiettivi per la progettazione dei farmaci migliori e più precisi di antinausea.

Ognuno conosce che cosa la nausea ritiene come, ma è stata in gran parte misteriosa ad un livello molecolare e genetico. Identificando il neurone digita al centro di questo fenomeno, possiamo ora studiare come funziona e progettare i migliori modi gestirlo in futuro.„

Stephen Liberles, il professor, biologia cellulare, istituto di Blavatnik, facoltà di medicina di Harvard

Liberles ed i colleghi, piombo dal primo autore dello studio, Chuchu Zhang, ricercatore in biologia cellulare al HMS, hanno cominciato la loro indagine sulla nausea esaminando una regione del cervello chiamato il postrema di area.

Situato nel tronco encefalico, il postrema di area lungamente è stato associato con il vomito ed è una delle parti rare del cervello fuori della barriera ematomeningea che può riflettere i prodotti chimici sangue-sopportati. Ciò è pensata per permettere che il postrema di area individui le sostanze o i segnali di pericolo nocivi nella circolazione sanguigna e funga da campanello d'allarme quando agisce in tal modo.

Finora, i tipi e le funzioni differenti di celle all'interno del postrema di area sono rimanere poco chiari. Nel loro studio, Zhang, Liberles ed il loro gruppo hanno costruito un atlante dei tipi delle cellule, facendo uso del RNA del unico nucleo che ordina per caratterizzare l'espressione genica in migliaia di diverse celle di postrema di area dai mouse.

Trucchi fruttati

L'atlante ha rivelato che c'era soltanto una manciata di neurone differente digita dentro il postrema di area. Di interesse particolare erano i neuroni che hanno espresso GLP1R, una proteina di ricevitore sulla superficie delle cellule che gli studi precedenti hanno collegato allo zucchero di sangue ed al controllo di appetito.

Per sondare se questi neuroni svolgono un ruolo nella nausea, i ricercatori hanno dovuto in primo luogo valutare se i mouse realmente stessero avvertendo la sensazione. Hanno fatto così mediante l'aggiunta la ciliegia o dell'uva che condiscono all'acqua potabile degli animali.

Poi hanno dato ai mouse una sostanza innocua o una conosciuta per indurre la nausea. Se un mouse ritenesse il malessere, assocerebbe rapidamente un sapore della frutta con la sensazione negativa e lo eviterebbe, simile a come gli esseri umani sviluppano le avversioni dell'alimento dopo il cibo del qualche cosa di sgradevole.

I ricercatori hanno provato varie sostanze, compreso il cloruro di litio ed il lipopolysaccharide, una tossina prodotta dai batteri connessi con intossicazione alimentare. Come previsto, tutte le sostanze sperimentali piombo alla forte avversione di sapore in mouse.

Quando i neuroni di GLP1R sono stati eliminati sperimentalmente, tuttavia, mouse bloccati sviluppando le avversioni di sapore per la maggior parte delle sostanze; un'osservazione che li ha suggeriti più non ha avvertito il malessere come normale.

Il gruppo egualmente ha acceso sperimentalmente i neuroni di GLP1R. Hanno trovato che i mouse con i neuroni attivati di GLP1R avrebbero acquistato le forti avversioni di sapore anche quando non erano stati esposti ad una sostanza d'induzione.

“Abbiamo usato una tecnica per attivare questi neuroni, essenzialmente ingannarli nel pensiero là erano un presente della tossina,„ Zhang ha detto. “Questo piombo a sapore condizionato l'evitare, che era prova ben fondata per una connessione fra questi neuroni e la risposta di nausea.„

Le analisi supplementari hanno rivelato che i neuroni di GLP1R connettono a molte altre regioni del cervello, compreso uno chiamato il nucleo parabrachial, che è stato riconosciuto come hub per dolore e l'avversione. Ciò può essere come i neuroni di postrema di area contribuiscono ad indurre le memorie condizionate dell'sapore-avversione, Zhang ha detto.

Il gruppo egualmente ha trovato che i neuroni di GLP1R hanno espresso numeroso altri ricevitori della cella-superficie, quale il ricevitore GFRAL. Interessante, eliminare questo sottoinsieme dei neuroni ha indotto i mouse a smettere di sviluppare le avversioni di sapore per soltanto il cloruro di litio ed il lipopolysaccharide.

Ciò ha indicato “una divisione del lavoro„ fra i neuroni di postrema di area, con differenti tipi del neurone responsabili della rilevazione e del dare dell'allarme per le sostanze differenti.

Generazione seguente

I risultati di studio presentano una ricchezza dei dati per aiutare meglio gli scienziati a capire la nausea, come le tossine o le medicine avviano la sensazione e come può essere gestita per avvantaggiare i pazienti, gli autori hanno detto.

Per esempio, il gruppo ha trovato che determinati neuroni hanno espresso un ricevitore dipercezione chiamato CaSR. Questo ricevitore è un obiettivo per il cinacalcet della droga, che è usato per trattare uno squilibrio ormonale in pazienti con la malattia renale cronica ed altre circostanze.

La nausea è un effetto secondario principale di questa droga ed in modo dal gruppo di ricerca ha provato se i neuroni di postrema di area erano implicati. Dando il cinacalcet ai mouse piombo all'sapore-avversione i comportamenti, che potrebbero essere evitati quando i neuroni di GLP1R sono stati eliminati. Ciò ha suggerito che i ricevitori di CaSR potessero anche svolgere un ruolo nelle risposte del tipo di nausea in neuroni di postrema di area.

“La nausea è una sensazione molto sgradevole e le droghe correnti di antinausea non sono perfette,„ Zhang ha detto. “Molta gente ancora avverte la nausea durante trattamento del cancro, la gravidanza ed il più ed in modo dalla migliore nausea di comprensione e di trattamento è un bisogno clinico molto importante.„

Le numerose domande circa questi neuroni ed il loro ruolo nella nausea rimangono, gli autori hanno detto. Per esempio, è ancora poco chiara a cui i segnali nei neuroni di postrema di area della circolazione sanguigna rispondono. Il loro modello di funzionamento corrente è che le tossine o le medicine danneggiano l'organismo, avviante la versione dei prodotti chimici nella circolazione sanguigna, che i ricevitori sui neuroni di postrema di area individuano.

Inoltre, i ricercatori notano che la loro attività in corso ha messo a fuoco sui neuroni eccitanti, che, una volta attivato, continui ad attivare altri neuroni. Il loro atlante delle celle di postrema di area identifica molti altri tipi delle cellule, compreso i neuroni inibitori, che inumidiscono l'attività di altri neuroni. Il gruppo ora sta studiando la funzione dei questi l'altra cella digita dentro la risposta di nausea.

“Alcune delle scoperte più emozionanti e più importanti in neuroscienza hanno compreso l'identificazione dei ricevitori sensoriali, sia esterni che interni,„ ha detto Liberles, che è un ricercatore di Howard Hughes Medical Institute. “Mentre c'è stato moltissimo progresso nella comprensione dei neuroni importanti per le sensazioni come fame, sete e sazietà, i neuroni pertinenti per la nausea sono rimanere mal definiti.„

“Ancora abbiamo molto da fare per capire come la sensazione della nausea sorge ai livelli molecolari, neurali e cellulari,„ Liberles abbiamo aggiunto. “Ci sono molte domande di prossima generazione permesse a da questi risultati.„

Source:
Journal reference:

Zhang, C., et al. (2020) Area Postrema Cell Types that Mediate Nausea-Associated Behaviors. Neuron. doi.org10.1016/j.neuron.2020.11.010.