Μια μελέτη από επιστήμονες υγείας του Πανεπιστημίου της Γιούτα αποκάλυψε τον σημαντικό ρόλο της μικρογλοίας, ενός μικρού τύπου κυττάρου στον εγκέφαλο, στον έλεγχο των συμπεριφορών που σχετίζονται με το άγχος. Η μελέτη ανακάλυψε ότι ορισμένοι πληθυσμοί μικρογλοίας μπορούν να προκαλέσουν άγχος και ιδεοψυχαναγκαστική συμπεριφορά (OCSD), ενώ άλλοι τις αναστέλλουν. Αυτή η πρωτοποριακή έρευνα αντικρούει την προηγούμενη πεποίθηση ότι οι νευρώνες, ο κυρίαρχος τύπος εγκεφαλικών κυττάρων, είναι οι μόνοι ελεγκτές της συμπεριφοράς.
Επιστήμονες υγείας από το Πανεπιστήμιο της Γιούτα ανακάλυψαν έναν βασικό ρόλο για τη μικρογλοία, έναν υποτύπο εγκεφαλικών κυττάρων, στον έλεγχο των συμπεριφορών του άγχους και της ιδεοψυχαναγκαστικής διαταραχής (OCSD). Διεγείροντας συγκεκριμένους πληθυσμούς μικρογλοίας, οι ερευνητές μπορούν να ενεργοποιήσουν ή να αναστείλουν αυτές τις συμπεριφορές σε ποντίκια. Αυτή η νέα εικόνα αμφισβητεί την πεποίθηση ότι οι νευρώνες είναι οι μόνοι ελεγκτές της συμπεριφοράς και προσφέρει μια πολλά υποσχόμενη οδό για θεραπείες για τη θεραπεία του άγχους.
Η πανδημία και οι συνέπειές της έχουν ανεβάσει το άγχος σε νέα επίπεδα. Αλλά οι ρίζες των καταστάσεων που σχετίζονται με το άγχος, συμπεριλαμβανομένης της ιδεοψυχαναγκαστικής διαταραχής (OCSD), παραμένουν ασαφείς. Σε μια νέα μελέτη, επιστήμονες υγείας του Πανεπιστημίου της Γιούτα αποκάλυψαν πληροφορίες σχετικά με τη σημασία ενός δευτερεύοντος τύπου κυττάρου στον εγκέφαλο – μικρογλοία – στον έλεγχο των συμπεριφορών που σχετίζονται με το άγχος σε ποντίκια εργαστηρίου. Παραδοσιακά, οι νευρώνες – ο κυρίαρχος τύπος εγκεφαλικών κυττάρων – θεωρήθηκε ότι ελέγχουν τη συμπεριφορά.
Οι ερευνητές έδειξαν ότι, όπως τα κουμπιά σε έναν ελεγκτή παιχνιδιών, ορισμένες ομάδες μικρογλοίας ενεργοποιούν συμπεριφορές άγχους και OCSD ενώ άλλες τις αναστέλλουν. Επιπλέον, τα μικρογλοία επικοινωνούν με νευρώνες για να επικαλούνται συμπεριφορές. Τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Μοριακή ΨυχιατρικήΘα μπορούσε τελικά να οδηγήσει σε νέες προσεγγίσεις στοχευμένων θεραπειών.
Επιστήμονες υγείας από το Πανεπιστήμιο της Γιούτα ανακάλυψαν πληροφορίες για τη σημασία ενός δευτερεύοντος τύπου κυττάρου στον εγκέφαλο – μικρογλοίας – στον έλεγχο των συμπεριφορών που σχετίζονται με το άγχος. Τα ευρήματα θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε νέες προσεγγίσεις για στοχευμένες θεραπείες. Πίστωση: Charlie Ellert, University of Utah Health
«Λίγο άγχος είναι καλό πράγμα», λέει ο νομπελίστας Mario Capecci, Ph.D., διακεκριμένος καθηγητής ανθρώπινης γενετικής στην Ιατρική Σχολή Spencer Fox Eccles του Πανεπιστημίου της Γιούτα και ανώτερος συγγραφέας της μελέτης. «Το άγχος μας διεγείρει, μας παρακινεί, μας δίνει αυτή την επιπλέον ώθηση που λέει, «Μπορώ». Αλλά μια μεγάλη δόση άγχους μας κυριεύει. Παραλύουμε διανοητικά, η καρδιά χτυπά πιο γρήγορα, ιδρώνουμε και η σύγχυση εγκαθίσταται στο μυαλό μας. ”
«Αυτή η εργασία είναι μοναδική και έχει αμφισβητήσει το τρέχον δόγμα για τον ρόλο της λειτουργίας της μικρογλοίας στον εγκέφαλο».
Οι μηχανισμοί που εντοπίστηκαν πρόσφατα θα μπορούσαν να είναι σημαντικοί για τη διατήρηση συμπεριφορών εντός του υγιούς εύρους υπό κανονικές συνθήκες. Κάτω από παθολογικές συνθήκες, λέει ο Capecchi, οι μηχανισμοί μπορούν να οδηγήσουν σε συμπεριφορές που γίνονται εξουθενωτικές.
«Αυτή η εργασία είναι μοναδική και έχει αμφισβητήσει το τρέχον δόγμα για τον ρόλο της λειτουργίας της μικρογλοίας στον εγκέφαλο», λέει ο Naveen Nagajaran, PhD, γενετιστής και νευροεπιστήμονας στο U of U Health και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.
Θεραπεία μικρογλοίας
Τα ποντίκια με συμπεριφορές που μοιάζουν με OCSD δεν μπορούν να αντισταθούν στην περιποίηση μόνα τους. Γλείφουν το σώμα τους τόσο πολύ που η γούνα τους ξεφλουδίζει και βγάζουν φουσκάλες. Προηγουμένως, η ομάδα του Capecchi ανακάλυψε ότι μια μετάλλαξη σε ένα γονίδιο που ονομάζεται Hoxb8 έκανε τα ποντίκια να παρουσιάζουν σημάδια χρόνιου άγχους και να ρυθμίζουν τον εαυτό τους υπερβολικά. Απροσδόκητα, προσδιόρισαν ότι η πηγή αυτών των συμπεριφορών ήταν ένας τύπος ανοσοκυττάρου που ονομάζεται μικρογλοία. Αντιπροσωπεύοντας μόνο το 10% των κυττάρων στον εγκέφαλο, τα μικρογλοία πιστεύεται ότι είναι οι «συλλέκτες σκουπιδιών» του εγκεφάλου που έχουν απαλλαγεί από τους νεκρούς νευρώνες – το πιο κοινό εγκεφαλικό κύτταρο – και τις πρωτεΐνες με ασυνήθιστο σχήμα. Τα ευρήματά τους ήταν επίσης από τα πρώτα που αποκάλυψαν ότι η μικρογλοία Hoxb8 ήταν σημαντική για τον έλεγχο της συμπεριφοράς μέσω της επικοινωνίας με συγκεκριμένα νευρωνικά κυκλώματα.
Ο διακεκριμένος καθηγητής Mario Capecchi, Ph.D. και Naveen Nagagaran, Ph.D., University of Utah. Πιστώσεις: Charlie Eilert, University of Utah Health
Αλλά το πώς η μικρογλοία επιτυγχάνει αυτές τις εργασίες παρέμεινε ένα μυστήριο. Για να μάθει περισσότερα, ο Nagajaran στράφηκε στην οπτογενετική, μια τεχνική που συνδυάζει το φως λέιζερ με τη γενετική μηχανική. Όπως παίζετε ένα βιντεοπαιχνίδι, χρησιμοποιήστε ένα λέιζερ για να διεγείρετε συγκεκριμένες ομάδες μικρογλοίας στον εγκέφαλο.
Προς έκπληξη των ερευνητών, μπορούν να ενεργοποιήσουν συμπεριφορές που σχετίζονται με το άγχος γυρίζοντας έναν διακόπτη. Όταν χρησιμοποίησαν ένα λέιζερ για να διεγείρουν έναν υποπληθυσμό, τη μικρογλοία Hoxb8, τα ποντίκια έγιναν πιο ανήσυχα. Όταν το λέιζερ διεγείρει τη μικρογλοία Hoxb8 σε άλλα μέρη του εγκεφάλου, τα ποντίκια προετοιμάστηκαν. Η στόχευση της μικρογλοίας Hoxb8 αλλού είχε πολλαπλά αποτελέσματα: Τα ποντίκια αύξησαν το άγχος, συγκρατήθηκαν και μετά πάγωσαν, ένδειξη φόβου. Κάθε φορά που οι επιστήμονες κλείνουν τα λέιζερ, οι συμπεριφορές σταματούν.
«Ήταν μια μεγάλη έκπληξη για εμάς», λέει ο Nagarajan. “Παραδοσιακά πιστεύεται ότι μόνο οι νευρώνες μπορούν να δημιουργήσουν συμπεριφορές. Τα τρέχοντα ευρήματα υπογραμμίζουν έναν δεύτερο τρόπο με τον οποίο ο εγκέφαλος δημιουργεί συμπεριφορές χρησιμοποιώντας μικρογλοία.” Πράγματι, η διέγερση της μικρογλοίας με το λέιζερ έκανε τους νευρώνες δίπλα τους να πυροδοτούν πιο έντονα, υποδηλώνοντας ότι οι δύο τύποι κυττάρων επικοινωνούν μεταξύ τους για να πυροδοτήσουν διαφορετικές συμπεριφορές.
Ο διακεκριμένος καθηγητής Mario Capecchi, Ph.D. και Naveen Nagagaran, Ph.D., University of Utah. Πιστώσεις: Charlie Eilert, University of Utah Health
Περαιτέρω πειράματα αποκάλυψαν ένα άλλο στρώμα ελέγχου από μια ομάδα μικρογλοιών που δεν εκφράζουν το Hoxb8. Η ταυτόχρονη διέγερση των μικρογλοίων «non-Hoxb8» και Hoxb8 απέτρεψε την εμφάνιση άγχους και συμπεριφορών που μοιάζουν με OCSD. Αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν ότι οι δύο πληθυσμοί μικρογλοίας λειτουργούν σαν φρένα και επιταχυντές. Εξισορροπούν το ένα το άλλο υπό κανονικές συνθήκες και δημιουργούν παθολογία όταν τα σήματα είναι εκτός ισορροπίας.
Η έρευνα δείχνει ότι η θέση και ο τύπος της μικρογλοίας είναι δύο χαρακτηριστικά που φαίνεται να είναι σημαντικά για τη ρύθμιση του άγχους και των συμπεριφορών της OCSD. Από εκεί, τα μικρογλοία επικοινωνούν με συγκεκριμένους νευρώνες και νευρωνικά κυκλώματα που ελέγχουν τελικά τη συμπεριφορά, λέει ο Capecci. «Θέλουμε να μάθουμε περισσότερα για τις αμφίδρομες συνδέσεις μεταξύ νευρώνων και μικρογλοίας», λέει. «Θέλουμε να μάθουμε τι ευθύνεται για αυτό». Η αναγνώριση αυτών των αλληλεπιδράσεων σε ποντίκια θα μπορούσε να οδηγήσει σε θεραπευτικούς στόχους για τον έλεγχο του υπερβολικού άγχους στους ασθενείς.
Αναφορά: «Οπτογενετική διέγερση του ποντικιού Hoxb8 σε συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου προκαλεί άγχος, περιποίηση ή και τα δύο» Από τους Naveen Nagarajan και Mario R Capechi, 10 Απριλίου 2023, Διαθέσιμο εδώ. Μοριακή Ψυχιατρική.
DOI: 10.1038/s41380-023-02019-w