En ny studie från universitetet i Barcelona kan driva utformningen av framtida strategier för att regenerera skadade hjärnområden i neurodegenerativa sjukdomar. Studien betonar rollen av neuron-härledda extracellulära vesiklar i de processer som modulerar synaptisk plasticitet och neuronala signalvägar. Dessutom skisserar resultaten ett nytt scenario för användning av dessa extracellulära vesiklar som härrör från friska neuroner – kapabla att transportera molekyler mellan celler – i behandlingar mot neurodegenerativa sjukdomar.
Studien, publicerad i Journal of Extracellular Vesicles , vars första författare är fördoktoranden Julia Solana-Balaguer, leddes av professor Cristina Malagelada, från fakulteten för medicin och hälsovetenskap och Institutet för neurovetenskap (UBneuro) vid universitetet i Barcelona.
Andra ledande forskare från UBneuro, Fysiska fakulteten och Institutet för komplexa system (UBICS) vid UB, August Pi i Sunyer Biomedical Research Institute (IDIBAPS) och områdena för Center for Biomedical Research Network on Neurodegenerative Diseases (CIBERNED) och bland annat Epidemiology and Public Health (CIBERESP) har också deltagit i studien.
Neuroner kan bilda vesiklar som transporterar molekyler – proteiner, lipider, RNA, etc. – till utsidan och reglerar kommunikationen mellan nervceller. Dessa är extracellulära vesiklar, och än idag är det fortfarande många okända om vilken roll de spelar i kommunikationen mellan nervceller i nervsystemet.
Den nya studien, utförd med in vitro neuronala kulturer från djurmodeller, avslöjar att dessa vesikler kan transportera proteiner – till exempel PSD-95 och VGLUT-1 – och andra bestämningsfaktorer för kommunikationsprocesser mellan neuroner.
"Även om extracellulära vesiklar har föreslagits som regulatorer av intercellulär kommunikation i hjärnan, visar de flesta studier detta i modeller som är långt ifrån ett fysiologiskt tillstånd och i vesiklar vars ursprung är okänt. I denna studie visar vi det, i en fysiologisk modell utan patologier , neuronspecifika extracellulära vesiklar reglerar neuron-till-neuron-kommunikation och främjar synaptisk plasticitet", säger Cristina Malagelada, professor vid UB Institutionen för biomedicin och forskare vid CIBERNED.
Inom ramen för studien har teamet tillämpat kompletterande tekniker för att isolera de extracellulära vesiklar som frigörs av neuroner, såsom sekventiell ultracentrifugering eller storleksexklusionskromatografi. Dessutom har tekniker använts för att karakterisera dem, såsom nanopartikelspårningsanalys och transmissionselektronmikroskopi. Dessa vesiklar har också använts för att utföra behandlingar på friska neuroner och neuroner som saknar näringsämnen.
"När neuron-neuronkommunikation förstås i ett icke-patologiskt tillstånd, vill vi ta upp denna fråga i samband med neurodegeneration. Därför är det avgörande att kunna karakterisera de vesiklar som frigörs av neuroner i neurodegenerativa sjukdomar för att förstå progression av dessa patologier. Dessutom vill vi undersöka om vi i en patologisk modell kan vända ett mer neurodegenerativt drag med behandling av extracellulära vesiklar som härrör från friska neuroner, avslutar forskaren.
Mer information: Julia Solana-Balaguer et al, Neuron-härledda extracellulära vesiklar innehåller synaptiska proteiner, främjar ryggradsbildning, aktiverar TrkB-medierad signalering och bevarar neuronal komplexitet, Journal of Extracellular Vesicles (2023). DOI:10.1002/jev2.12355
Tillhandahålls av University of Barcelona
