Over het algemeen vindt neurale communicatie plaats door de bemiddeling van neurotransmitters die verspreid zijn over synapsen (ze verzenden dus signalen van de ene cel naar de andere). Wetenschappers hebben echter gemerkt dat bepaalde eiwitten in de hersenen op een andere manier bewegen. Dit bracht hen ertoe te suggereren dat neuronen ook betrokken kunnen zijn bij de uitwisseling van deze mengsels.
Eiwitten, waaronder tau en synucleïne, verplaatsen zich bijvoorbeeld tussen hersencellen en hopen zich op in plaques, wat bijdraagt aan de ontwikkeling van de ziekte van Alzheimer en andere neurodegeneratieve ziekten. Tot nu toe wisten onderzoekers echter niet zeker of deze transneuronale overdracht van eiwitten een puur pathologische manier van communiceren vertegenwoordigde of dat hetzelfde mechanisme werd waargenomen bij gezonde hersenactiviteit.
Om deze vraag te beantwoorden, gebruikten de auteurs van het onderzoek een markermolecuul genaamd biotine om neuronale eiwitten in de ogen van ratten te labelen. Elf dagen later ontdekten ze dat biotine kon worden gedetecteerd in neuronen in de visuele cortex van de dieren. Dit betekent dat sommige van de gelabelde eiwitten daadwerkelijk naar verre cellen in de hersenen werden getransporteerd.
« Dit is een compleet nieuwe manier waarop cellen in de hersenen met elkaar kunnen communiceren die nooit eerder is geïntegreerd in de manier waarop we denken over gezondheid en ziekte, » zei Dr. Hollins Klin, een van de auteurs van het onderzoek.
Met behulp van een techniek die massaspectroscopie wordt genoemd, identificeerden de onderzoekers ongeveer 200 gelabelde eiwitten die de visuele cortex bereikten. Tau en synucleïne zijn onder hen. Dit betekent dat de neurale overdracht van deze twee mengsels niet alleen beperkt is tot pathologische aandoeningen.
« Dit bevestigt dat in gezonde hersenen met tau en synucleïne alles in orde is en dat hun beweging rond de hersenen normaal is », zegt Klein. « Maar bij mensen met de ziekte van Alzheimer wordt een toxische vorm van het eiwit tussen neuronen getransporteerd. »
Een diepere analyse onthulde dat de eiwitten van het ene neuron naar het andere worden getransporteerd in membraangebonden pakketten, exosomen genaamd, die cellulaire communicatie bemiddelen door een reeks mediatorverbindingen tussen cellen te transporteren. De onderzoekers ontdekten ook dat de eiwitten normaal gesproken werden overgebracht naar prikkelende maar niet remmende neuronen.
De auteurs vatten samen dat hun bevindingen “het niet-pathologische transport van verschillende endogene eiwitten aantonen [between neurons]”. Volgens hen is het heel goed mogelijk om controle over deze communicatie te krijgen en hersenactiviteit te manipuleren. Daarvoor moet natuurlijk nog veel meer onderzoek worden gedaan. De resultaten van de huidige studie openen echter een geheel nieuwe weg voor de studie en behandeling van neurologische aandoeningen.
De studie is gepubliceerd in Cell Reports.
Bron: IFLScience
Foto: nobeastsofierce / Shutterstock
