Ερευνητές στο Ιατρικό Κέντρο Πανεπιστημίου Vanderbilt (VUMC) έχουν δείξει για πρώτη φορά ότι όταν ένα οπτικό νεύρο στο μάτι έχει υποστεί βλάβη, όπως και στο γλαύκωμα, το αντίθετο οπτικό νεύρο έρχεται στη διάσωση μοιράζοντας τη μεταβολική του ενέργεια. Με αυτόν τον τρόπο, ωστόσο, το μη τραυματισμένο οπτικό νεύρο καθίσταται ευάλωτο σε περαιτέρω μεταβολικό στρες, το οποίο θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί ο νευροεκφυλισμός που παρατηρείται σε αυτό και άλλες ασθένειες εξαπλώνεται μεταξύ των περιοχών του εγκεφάλου. “Αυτή είναι η πρώτη επίδειξη μεταβολικών πόρων που μοιράζονται μεταξύ των δύο ματιών και των οπτικών νεύρων”, δήλωσε ο David Calkins, Ph.D., Αντιπρόεδρος του Τμήματος Οφθαλμολογίας και Οπτικών Επιστημών στο VUMC και διευθυντής του Κέντρου Έρευνας Vanderbilt Vision.
Η έκθεση των Calkins και συναδέλφων, που δημοσιεύθηκε στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών, προτείνει μια πιθανή νέα προσέγγιση για τη θεραπεία νευροεκφυλιστικών ασθενειών όπως το γλαύκωμα και η νόσος του Αλτσχάιμερ ενισχύοντας τους μεταβολικούς πόρους των εμπλεκόμενων νευρώνων. Το γλαύκωμα, μια κύρια αιτία τύφλωσης, προκαλείται από ευαισθησία στην οφθαλμική πίεση, η οποία οδηγεί σε εκφυλισμό της νευρικής προβολής του ματιού στον εγκέφαλο.
Κρίσιμο για την νευρωνική υγεία είναι τα αστροκύτταρα, τα γλοιακά κύτταρα σε σχήμα αστεριού που αποθηκεύουν γλυκογόνο και το απελευθερώνουν ως γλυκόζη, το καύσιμο που πρέπει να λειτουργούν οι νευρώνες, καθώς δεν αποθηκεύουν τη δική τους πηγή ενέργειας. Χρησιμοποιώντας τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων (PET), η οποία μπορεί να χαρτογραφήσει τη μεταβολική δραστηριότητα των κυττάρων σε διαφορετικούς ιστούς, οι ερευνητές έδειξαν ότι όταν ένα οπτικό νεύρο τόνισε από την αύξηση της ενδοφθάλμιας πίεσης, μεταβολίτες συμπεριλαμβανομένου του γλυκογόνου μεταφέρθηκαν από το υγιές οπτικό νεύρο μέσω των σημείο διασταύρωσης στον εγκέφαλο.
“Η ενέργεια μεταφέρεται πάνω από ένα οπτικό νεύρο , κατά μήκος του οπτικού χάσματος (μια δομή σχήματος Χ που σχηματίζεται από τη διέλευση των οπτικών νεύρων) στον εγκέφαλο και πίσω προς το άλλο μάτι, η οποία είναι μια τεράστια απόσταση για τους μεταβολίτες να ταξιδεύουν, «Ο Κάλκινς είπε.
“Δεν ξέρουμε ακριβώς πώς γίνεται”, είπε.
Ωστόσο, η μεταφορά εξαρτάται από τη συνδεσίνη 43 (Cx43), την πρωτεΐνη που αποτελεί τους κόμβους διακένου στα αστροκύτταρα. Οι διασταυρώσεις κενών είναι ενδοκυτταρικά κανάλια που συνδέουν γειτονικά κύτταρα και επιτρέπουν την ανταλλαγή μικρών μορίων μεταξύ τους. Όταν το Cx43 «γεννήθηκε» γενετικά σε ένα μοντέλο ποντικιού, η μεταφορά ενέργειας δεν έγινε στα δίκτυα αστροκυττάρων μεταξύ των δύο οπτικών νεύρων .
Το φαινόμενο μεταφοράς βοηθά στην εξήγηση των διμερών επιδράσεων που παρατηρούνται σε νευροεκφυλιστικές ασθένειες. Η νόσος του Αλτσχάιμερ, για παράδειγμα, μπορεί να ξεκινήσει στο ένα ημισφαίριο του εγκεφάλου και να ταξιδέψει στο επόμενο. Ενώ η κοινή χρήση ενέργειας βοηθά τον ασθενή ιστό, ο ιστός που δίνει τα ενεργειακά του αποθέματα γίνεται πιο ευαίσθητος σε επακόλουθο τραυματισμό. “Πρέπει να πληρώσουμε”, είπε ο Κάλκινς.
“Αυτό σημαίνει ότι ένας τρόπος για να επιβραδυνθεί ο νευροεκφυλισμός γενικά θα ήταν η ενίσχυση των μεταβολικών πόρων στον εγκέφαλο “, είπε. “Ένας τρόπος που μπορεί να γίνει είναι με τη στόχευση των αστροκυττάρων για τον επαναπρογραμματισμό τους για τη δημιουργία και αποθήκευση περισσότερων μεταβολιτών για κοινή χρήση με νευρώνες. Η χρήση γονιδιακής θεραπείας για τον επαναπρογραμματισμό νευρώνων σε ορισμένες ασθένειες του οπτικού συστήματος έχει αποδειχθεί αποτελεσματική. “Αυτό που προσπαθώ τώρα να κάνω είναι μέσω γονιδιακής θεραπείας για τον επαναπρογραμματισμό των αστροκυττάρων χρησιμοποιώντας ιούς για την εισαγωγή γονιδίων στο DNA τους”, είπε.