Tyrimas atskleidžia, kaip smegenų stimuliavimas keičia genus gyvuose audiniuose

Mokslininkai pirmą kartą sudarė žemėlapį, kaip gilusis smegenų stimuliavimas keičia genų raišką atskirose ląstelių grupėse gyvame žmogaus smegenų audinyje. Tai žingsnis, galintis atverti naujas galimybes gydyti kognityvinių funkcijų silpnėjimą.

Nuo paciento audinio iki molekulinio žemėlapio

Trečiadienį žurnale Nature paskelbtame tyrime mokslininkai iš UCLA Health ir Teksaso universiteto Pietvakarių medicinos centro panaudojo donoro smilkininės skilties audinį, kuris po chirurginio pašalinimo laboratorijoje buvo išlaikytas gyvas. Jie taikė elektrinės stimuliacijos modelius, panašius į giliojo smegenų stimuliavimo metodus, ir stebėjo molekulines pasekmes vienos ląstelės lygmeniu.uclahealth+1

Gilusis smegenų stimuliavimas, kurio metu per implantuotus prietaisus siunčiami elektriniai impulsai, jau naudojamas Parkinsono ligai ir obsesiniam kompulsiniam sutrikimui gydyti. Tačiau jo poveikis skirtingiems žmogaus smegenų ląstelių tipams ir genams, kuriuos šios ląstelės aktyvuoja, iki šiol buvo tiriamas tik su gyvūnais arba laboratorijoje užaugintais audiniais.neurosciencenews+1

Komanda sukūrė platformą, kuri sujungia mikroelektrodų masyvo stimuliaciją su vienalaikiu neuronų aktyvumo fiksavimu ir vieno branduolio genomika. Po stimuliacijos smegenų ląstelių aktyvumas tapo labiau sinchronizuotas, o tai yra modelis, susijęs su atminties formavimusi. Tada mokslininkai izoliavo atskirus ląstelių branduolius ir katalogavo kiekvieno ląstelės tipo genetinį aktyvumą.genengnews+1

Astrocitų vaidmuo

Viena iš svarbiausių tyrimo išvadų yra ta, kad pagalbinės ląstelės, vadinamos astrocitais, stimuliacijos metu aktyvavo savo pačių unikalias genetines programas, nepriklausomai nuo neuronų atsako. Neuronai ir astrocitai įjungė skirtingus genų rinkinius, o tai rodo, kad gilusis smegenų stimuliavimas įtraukia plačius glia-neuronų tinklus, o ne tik sukelia elektrinį neuronų aktyvumą.genengnews+1

Mokslininkai taip pat patvirtino savo laboratorinius rezultatus naudodami audinius pacientų, kuriems prieš operaciją buvo taikytas klinikinis gilusis smegenų stimuliavimas, taip patvirtindami, kad panašūs genų raiškos modeliai vyksta ir gyvose smegenyse.medicalxpress+1

Tikslesnės terapijos link

"Suprasdami, kurie genai stimuliacijos metu įsijungia tam tikrose ląstelėse, galime pradėti kurti tikslesnius giliojo smegenų stimuliavimo metodus ir galbūt papildyti šią klinikinę strategiją farmakologiniu gydymu, padedančiu lėtinti kognityvinių funkcijų silpnėjimą", – teigė vyresnioji autorė Genevieve Konopka, UCLA Health Neurobiologijos katedros vedėja.uclahealth+1

Mokslininkai pripažino, kad reikia atlikti daugiau tyrimų, siekiant suprasti ilgalaikės stimuliacijos poveikį, kaip aktyvuotos ląstelės veikia savo kaimynes ir kaip gilesni smegenų regionai, kurių audinius sunkiau gauti iš gyvų donorų, reaguoja molekuliniu lygmeniu.medicalxpress