Studie zdravotních vědců z University of Utah odhalila důležitou roli mikroglie, malého typu buňky v mozku, při kontrole chování souvisejícího s úzkostí. Studie zjistila, že určité populace mikroglií mohou vyvolat úzkost a obsedantně-kompulzivní (OCSD) chování, zatímco jiné je potlačují. Tento převratný výzkum vyvrací předchozí přesvědčení, že neurony, dominantní typ mozkových buněk, jsou jedinými kontrolory chování.
Zdravotní vědci z University of Utah objevili klíčovou roli mikroglie, podtypu mozkových buněk, při kontrole chování úzkosti a obsedantně-kompulzivní poruchy (OCSD). Stimulací specifických populací mikroglií mohou vědci aktivovat nebo inhibovat toto chování u myší. Tento nový pohled zpochybňuje přesvědčení, že neurony jsou jedinými kontrolory chování a nabízí slibnou cestu pro terapie k léčbě úzkosti.
Pandemie a její důsledky zvýšily úzkost na novou úroveň. Ale kořeny stavů souvisejících s úzkostí, včetně obsedantně-kompulzivní poruchy (OCSD), zůstávají nejasné. V nové studii vědci z University of Utah Health odhalili poznatky o důležitosti sekundárního buněčného typu v mozku – mikroglie – při kontrole chování souvisejícího s úzkostí u laboratorních myší. Tradičně se předpokládalo, že neurony – dominantní typ mozkových buněk – řídí chování.
Výzkumníci ukázali, že stejně jako tlačítka na herním ovladači, určité skupiny mikroglií aktivují úzkost a chování OCSD, zatímco jiné je potlačují. Kromě toho mikroglie komunikují s neurony, aby vyvolaly chování. Výsledky zveřejněny v časopise Molekulární psychiatrieMohlo by to nakonec vést k novým přístupům k cílené terapii.
Zdravotní vědci z University of Utah objevili poznatky o důležitosti sekundárního buněčného typu v mozku – mikroglie – při kontrole chování souvisejícího s úzkostí. Zjištění by mohla vést k novým přístupům k cílené terapii. Kredit: Charlie Ellert, University of Utah Health
„Trocha úzkosti je dobrá věc,“ říká nositel Nobelovy ceny Mario Capecci, Ph.D., významný profesor lidské genetiky na Lékařské fakultě Spencer Fox Eccles University of Utah a hlavní autor studie. „Úzkost nás stimuluje, motivuje, dodává nám další vzpruhu, která říká: ,Můžu.‘ Ale přemůže nás velká dávka úzkosti. Jsme psychicky paralyzováni, srdce bije rychleji, potíme se a v našich myslích se usazuje zmatek. “
„Tato práce je jedinečná a zpochybnila současné dogma o úloze funkce mikroglií v mozku.“
Nově identifikované mechanismy by mohly být důležité pro udržení chování ve zdravém rozmezí za normálních okolností. Za patologických podmínek, říká Capecchi, mohou mechanismy řídit chování, které se stává vysilujícím.
„Tato práce je jedinečná a zpochybnila současné dogma o úloze funkce mikroglií v mozku,“ říká Naveen Nagajaran, PhD, genetik a neurovědec z U of U Health a hlavní autor studie.
Léčba mikroglií
Myši s chováním podobným OCSD nemohou samy odolat péči. Lízají si těla tak moc, že jim padá srst a dělají se jim puchýře. Již dříve Capecchiho tým zjistil, že mutace v genu zvaném Hoxb8 způsobila, že myši vykazovaly známky chronické úzkosti a nadměrně se chovaly. Neočekávaně zjistili, že zdrojem tohoto chování byl typ imunitní buňky zvané mikroglie. Předpokládá se, že mikroglie představují pouze 10 % buněk v mozku a jsou považovány za mozkové „sběrače odpadu“, kteří se zbavili odumírajících neuronů – nejběžnější mozkové buňky – a abnormálně tvarovaných proteinů. Jejich zjištění byla také mezi prvními, která odhalila, že mikroglie Hoxb8 byly důležité pro řízení chování pomocí komunikace se specifickými nervovými obvody.
Vážený profesor Mario Capecchi, Ph.D. a Naveen Nagagaran, Ph.D., University of Utah. Kredit: Charlie Ellert, University of Utah Health
Ale jak mikroglie tyto úkoly plní, zůstalo záhadou. Aby se Nagajaran dozvěděl více, obrátil se na optogenetiku, techniku, která kombinuje laserové světlo s genetickým inženýrstvím. Stejně jako při hraní videohry použijte laser ke stimulaci specifických skupin mikroglií v mozku.
K překvapení vědců mohou vyvolat chování související s úzkostí přepnutím spínače. Když použili laser ke stimulaci subpopulace, mikroglie Hoxb8, myši se staly neklidnějšími. Když laser vzbudil mikroglii Hoxb8 v jiných částech mozku, myši se připravily. Zacílení na mikroglie Hoxb8 jinde mělo několik účinků: myši zvýšily úzkost, vzpružily se a pak ztuhly, což je indikátor strachu. Kdykoli vědci vypnou lasery, chování se zastaví.
„Bylo to pro nás velké překvapení,“ říká Nagarajan. „Tradičně se věřilo, že pouze neurony mohou vytvářet chování. Současná zjištění zdůrazňují druhý způsob, jakým mozek generuje chování pomocí mikroglií.“ Stimulování mikroglií laserem ve skutečnosti způsobilo, že neurony vedle nich pálily intenzivněji, což naznačuje, že tyto dva typy buněk spolu komunikují a spouštějí odlišné chování.
Vážený profesor Mario Capecci, Ph.D. a Naveen Nagagaran, Ph.D., University of Utah. Kredit: Charlie Ellert, University of Utah Health
Další experimenty odhalily další vrstvu kontroly skupinou mikroglií, které neexprimují Hoxb8. Současná stimulace ‚non-Hoxb8‘ a Hoxb8 mikroglie zabránila nástupu úzkosti a chování podobného OCSD. Tyto výsledky naznačují, že dvě populace mikroglií fungují jako brzdy a akcelerátory. Za normálních okolností se navzájem vyvažují a vytvářejí patologii, když signály nejsou v rovnováze.
Výzkum ukazuje, že umístění a typ mikroglie jsou dvě charakteristiky, které se zdají být důležité pro regulaci úzkosti a chování OCSD. Odtud mikroglie komunikují se specifickými neurony a neuronovými obvody, které v konečném důsledku řídí chování, říká Capecci. „Chceme se dozvědět více o obousměrných spojeních mezi neurony a mikrogliemi,“ říká. „Chceme vědět, co je za to zodpovědné.“ Identifikace těchto interakcí u myší by mohla vést k terapeutickým cílům pro kontrolu nadměrné úzkosti u pacientů.
Reference: „Optogenetická stimulace myši Hoxb8 ve specifických oblastech mozku způsobuje úzkost, péči o vzhled nebo obojí“ Od Naveen Nagarajan a Mario R Capechi, 10. dubna 2023, k dispozici zde. Molekulární psychiatrie.
DOI: 10.1038/s41380-023-02019-w
Přátelský webový obhájce. Odborník na popkulturu. Bacon ninja. Tvrdý twitterový učenec.
