Znajdź zawartość

Istnieje wiele chorób neurodegeneracyjnych, jedną z najgorszych jest stwardnienie rozsiane (SR). W SR i podobnych chorobach dochodzi do uszkodzenia mieliny - otoczki chroniącej połączenia między komórkami mózgu, a w rezultacie do zniszczenia samych połączeń. Nie są znane przyczyna ani mechanizm tego zjawiska, choć najczęściej uważa się, że jest to choroba autoimmunologiczna. U pacjentów ze stwardnieniem rozsianym naprawa mieliny przebiega nieprawidłowo z przyczyn, których dotychczas nie znamy - mówi Robyn Klein, wykładowca medycyny i neurobiologii w Szkole Medycznej Uniwersytetu Waszyngtońskiego w St. Louis. Najważniejsze jest zrozumienie natury problemu, bo nieodbudowane otoczki mielinowe oznaczają drastycznie większe ryzyko poważnej szkody dla układu nerwowego. Choć nie zbliżono się za bardzo do zrozumienia przyczyn zanikania mieliny, pojawiła się nadzieja na skuteczny sposób odbudowywania mielinowych otoczek, co pozwoliłoby zatrzymać lub nawet cofnąć rozwój choroby. Taką nadzieją stało się białko o nazwie CXCR4, znane dotychczas z udziału w procesach kształtowania się mózgu u dzieci. Właśnie kształtowania, a nie naprawy, dlatego odkrycie wprawiło uczonych z Uniwersytetu Waszyngtońskiego w zdumienie. Na ślad naprowadził zespół dr Klein fakt, że uszkodzenie mózgu powoduje wzrost liczby komórek wytwarzających białko CXCR4. Uznano więc, że warto się temu przyjrzeć. Badania przeprowadzano na mysim modelu SR. Takie modele zwykle imitują skutki choroby poprzez wywoływanie procesów zapalnych, jednak takie podejście - zdaniem autorek badań - utrudnia skupienie się na tym, w jaki sposób przebiega regeneracja otoczek mielinowych. Zamiast tego dr Klein oraz główna autorka pracy, dr Jigisha Patel, zastosowały model niezapalny, podając w pożywieniu czynnik powodujący śmierć oligodendrocytów - komórek formujących mielinę. Po sześciu miesiącach diety wzbogaconej bis(cykloheksylidenohydrazydem) kwasu szczawiowego i śmierci komórek ciało modzelowate - połączenie nerwowe pomiędzy półkulami mózgu - zostało pozbawione swojej ochronnej otoczki. Kiedy następnie usunięto czynnik z diety, nowe komórki zaczęły migrować do miejsca naprawy mieliny, stając się nowymi oligodendrocytami. Kiedy komórki macierzyste nie mogą już naprawić zniszczeń? Badanie zaczęło się jednak wcześniej, kiedy jeszcze umierające oligodendrocyty wywoływały interesujące badaczy procesy i aktywowały inne komórki, skłaniając je do wytwarzania czynników zapalnych. Liczba receptorów CXCR4 osiągała szczyt w ciągu sześciu tygodni. Jeśli myszy karmiono bis(cykloheksylidenohydrazydem) kwasu szczawiowego (C14H22N4O2) dłużej, przez 12 tygodni, poziom czynnika zapalnego i jego receptorów znacząco spadał. Po 12 tygodniach myszy nie były już zdolne do odbudowy mielinowej otoczki. Sugeruje to związek pomiędzy odbudową mieliny a białkiem CXCR4. Wykazano także, że w komórkach mających stać się dojrzałymi oligodendrocytami występowały wysokie stężenia interesującego nas białka. Zablokowanie jego aktywacji lub ograniczenie jego produkcji w komórkach również powodowało niemożliwość odbudowy mieliny. Najwyraźniej komórki prekursorowe muszą przestać się mnożyć, zanim zaczną migrować do celu, a CXCR4 odgrywa w tym jakąś rolę - tłumaczy dr Klein. Wydaje się też istotne dla zdolności komórek do przekształcania się w dojrzałe oligodendrocyty i formowania mieliny. W planach są badania na myszach modyfikowanych genetycznie i wykorzystanie podczas studiów zaawansowanych technik obrazowania do dokładnego określenia związku pomiędzy uszkodzeniem mieliny a utratą połączeń międzykomórkowych. Nie wiemy jeszcze, czy ta procedura naprawy mieliny jest u pacjentów z SR uszkodzona, czy w jakiś sposób nieskuteczna - mówi dr Klein. Ale bardzo intrygujący jest pomysł, żeby włączyć w mózgu coś, co potrafi on wykorzystać do samoleczenia przy wykorzystaniu własnych zasobów.

Wirus HIV nie przestaje zaskakiwać. Najnowsze badania pokazują kolejny mechanizm umożliwiający temu zabójczemu mikroorganizmowi wnikanie do komórek i ich niszczenie. Informację o odkryciu publikuje czasopismo Cell. Od momentu jego odkrycia w roku 1983 HIV jednym z najintensywniej badanych patogenów. I choć znany jest już od ćwierćwiecza, wciąż stanowi dla badaczy wielką zagadkę. Tym razem naukowcy wykazali, że jest on w stanie zaatakować i zniszczyć nawet komórki zwykle niepodatne na zakażenie. Stosuje przy tym ciekawą taktykę: zanim wniknie do wnętrza komórki, aktywuje w jej wnętrzu szlak sygnalizacji powodujący rozpad białkowego szkieletu odpowiedzialnego za jej odporność na wnikanie wirusa. Kluczowym dla odkrytego zjawiska elementem jest receptor CXCR4 znajdujący się m.in. na powierzchni spoczynkowych limfocytów T - komórek uznawanych zwykle za mało istotne w przebiegu infekcji HIV i oporne na jego wnikanie. Sam CXCR4 był dotąd uznawany wyłącznie za tzw. koreceptor, czyli cząsteczkę pomocną podczas infekcji, lecz odgrywającą w tym procesie rolę drugorzędną. Okazuje się jednak, że intruz wiąże się z tą molekułą i aktywuje w ten sposób inne białko - kofilinę, odpowiedzialną za rozpad struktury zwanej cytoszkieletem. W prawidłowo funkcjonującej komórce proces reorganizacji cytoszkieletu, pełniącego funkcję wewnątrzkomórkowego "rusztowania" i "linii przesyłowej", zachodzi regularnie i jest potrzebny dla utrzymania jej wewnętrznej architektury w dobrym stanie, lecz to samo zjawisko wywołane przez wirusa zachodzi w sposób niekontrolowany i jest dla komórki wybitnie szkodliwe. Jak tłumaczy biorący udział w badaniu prof. Yuntao Wu, następujący po aktywacji kofiliny proces odbudowy cytoszkieletu najprawdopodobniej ułatwia wnikanie HIV do wnętrza komórki. Co więcej, bardzo możliwe jest, że powstające na nowo włókna tworzące wewnątrzkomórkowe "rusztowanie" aktywnie wspomagają infekcję. Prof. Wu zastrzega, że choć wirus toruje sobie drogę do wnętrza komórki dzięki użyciu szlaku sygnałowego związanego z CXCR4 i kofiliny, proces ten może nie być konieczny dla skutecznego ataku. Badacz zauważa, że proces rozpadu i odtwarzania cytoszkieletu zachodzi w sposób ciągły, więc w pewnych momentach może dochodzić do powstania takiej konfiguracji jego elementów, która ułatwia wnikanie patogenu. Na szczęście istnieje też dobra wiadomość. Dokładnie zrozumienie odkrytego procesu może umożliwić prace nad lekami, które powstrzymają (lub chociaż spowolnią) rozwój AIDS, choroby uznawanej dziś za nieuchronne następstwo infekcji wirusem HIV. Może to być jednak bardzo ciężkie z uwagi na znaczną liczbę czynników ułatwiających patogenowi atak na organizm człowieka.