Sel glial mungkin memainkan peran kunci epilepsi – ScienceDaily

Sel glial mungkin memainkan peran kunci epilepsi – ScienceDaily

[ad_1]

Sebuah studi baru memberikan target baru yang potensial untuk mengobati epilepsi dan wawasan mendasar baru tentang hubungan antara neuron dan sel “penolong” glial mereka. Di eLife, para ilmuwan di Institut Picower untuk Pembelajaran dan Memori MIT menemukan urutan kunci dari peristiwa molekuler di mana mutasi genetik dalam model lalat buah epilepsi membuat neuron rentan menjadi hiper yang diaktifkan oleh stres, yang menyebabkan kejang.

Sekitar 60 juta orang di seluruh dunia menderita epilepsi, kondisi neurologis yang ditandai dengan kejang akibat aktivitas saraf yang berlebihan. Model “zydeco” terbang dalam studi mengalami kejang dengan cara yang sama. Sejak menemukan zydeco, laboratorium ahli saraf MIT Troy Littleton, Profesor Menicon di Neuroscience, telah menyelidiki mengapa mutasi zydeco lalat menjadikannya model epilepsi yang kuat.

Menuju studi tersebut, tim yang dipimpin oleh postdoc Shirley Weiss mengetahui bahwa mutasi zydeco secara khusus diekspresikan oleh sel korteks glial dan bahwa protein yang dibuatnya membantu memompa ion kalsium keluar dari sel. Tapi itu tidak menjelaskan banyak tentang mengapa kesulitan sel glial mempertahankan pasang surut alami dan aliran ion kalsium akan menyebabkan neuron yang berdekatan menjadi terlalu aktif di bawah tekanan yang memicu kejang seperti suhu tingkat demam atau lalat yang berdesak-desakan.

Aktivitas neuron naik dan turun berdasarkan aliran ion – untuk neuron yang “menyala”, misalnya, ia mengambil ion natrium, dan kemudian untuk menenangkannya, ia melepaskan ion kalium. Tetapi kemampuan neuron untuk melakukan itu bergantung pada adanya keseimbangan ion yang kondusif di luar sel. Misalnya, terlalu banyak kalium di luar membuat lebih sulit untuk membuang kalium dan menenangkan diri.

Kebutuhan akan keseimbangan ion – dan bagaimana hal itu terganggu oleh mutasi zydeco – ternyata menjadi kunci studi baru ini. Dalam serangkaian percobaan empat tahun, Weiss, Littleton dan rekan penulis mereka menemukan bahwa kelebihan kalsium dalam sel glia korteks menyebabkan mereka hiper-aktivasi jalur molekuler yang membuat mereka menarik banyak saluran kalium yang biasanya mereka gunakan untuk menghilangkan. kalium dari sekitar neuron. Dengan terlalu banyak potasium yang tersisa, neuron tidak bisa tenang ketika mereka bersemangat, dan kejang pun terjadi.

“Tidak ada yang benar-benar menunjukkan bagaimana pensinyalan kalsium dalam glia dapat secara langsung berkomunikasi dengan peran yang lebih klasik dari sel glial dalam penyangga kalium,” kata Littleton. “Jadi ini adalah penemuan yang sangat penting yang mengaitkan pengamatan yang telah lama ditemukan di glia – osilasi kalsium yang tidak dipahami siapa pun – dengan fungsi biologis nyata dalam sel glial yang berkontribusi pada kemampuan mereka untuk mengatur keseimbangan ion. di sekitar neuron. “

Target baru untuk intervensi

Pekerjaan Weiss menjabarkan urutan peristiwa yang terperinci, yang melibatkan beberapa pemain dan proses molekuler tertentu. Pengetahuan yang dibangun dengan kaya itu berarti bahwa di sepanjang jalan, dia dan tim menemukan beberapa langkah yang dapat mereka lakukan untuk mencegah kejang.

Dia mulai menangani masalah dari ujung kalsium. Dengan terlalu banyak kalsium yang terjadi, dia bertanya, gen apa yang mungkin berada dalam jalur terkait sehingga, jika ekspresi mereka dicegah, kejang tidak akan terjadi? Dia mengganggu ekspresi pada 847 gen yang berpotensi terkait dan menemukan bahwa sekitar 50 kejang terpengaruh. Di antara mereka, satu menonjol karena terkait erat dengan regulasi kalsium dan juga karena diekspresikan dalam sel kunci korteks glia: kalsineurin. Menghambat aktivitas kalsineurin, misalnya dengan obat imunosupresan cyclosprorine A atau FK506, menghalangi kejang pada lalat mutan zydeco.

Weiss kemudian melihat gen yang dipengaruhi oleh jalur kalsineurin dan menemukan beberapa. Suatu hari di sebuah konferensi di mana dia mempresentasikan poster karyanya, seorang penonton menyebutkan bahwa saluran kalium glial dapat terlibat. Benar saja, dia menemukan seekor yang disebut “manusia pasir” yang, ketika dirobohkan, menyebabkan kejang pada lalat. Penelitian lebih lanjut menunjukkan bahwa aktivasi hiper kalsineurin dalam zydeco glia menyebabkan peningkatan proses seluler yang disebut endositosis di mana sel membawa terlalu banyak manusia pasir kembali ke dalam tubuh sel. Tanpa sandman tinggal di membran sel, glia tidak dapat secara efektif menghilangkan kalium dari luar.

Ketika Weiss dan rekan penulisnya ikut campur untuk menekan endositosis pada lalat zydeco, mereka juga dapat mengurangi kejang karena hal itu memungkinkan lebih banyak manusia pasir untuk bertahan sehingga dapat mengurangi kalium. Sandman, terutama, setara dengan protein pada mamalia yang disebut TRESK.

“Secara farmakologis menargetkan jalur glial mungkin menjadi jalan yang menjanjikan untuk pengembangan obat di masa depan di lapangan,” tulis para penulis di eLife.

Selain petunjuk klinis tersebut, penelitian ini juga menawarkan beberapa wawasan baru untuk ilmu saraf yang lebih mendasar, kata Littleton dan Weiss. Sementara lalat zydeco adalah model epilepsi yang baik, korteks glia Drosophila memiliki sifat yang tidak ditemukan pada mamalia: mereka hanya menghubungi badan sel neuron, bukan koneksi sinaptik pada cabang akson dan dendrit mereka. Itu membuat mereka menjadi testbed yang sangat berguna untuk mempelajari bagaimana glia berinteraksi dengan neuron melalui tubuh sel mereka versus sinapsis mereka. Studi baru, misalnya, menunjukkan mekanisme kunci untuk menjaga keseimbangan ion untuk neuron.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Pengeluaran SGP

Author Image
adminProzen