Prof. Dr. Ben Barres
Universitatea din Stanford, Stanford, California

Laboratorul Barres este specializat in studiul celulelor gliale (care include astrocitele si oligodendrocitele) in lipsa abilitatii sistemului nervos central (SNC) de a se regenera. Celulele gliale, cunoscute si sub denumirea de celule nevroglice, sunt celule non-neuronale care au diferite functii in SNC, inclusiv sustinerea si projejarea neuronilor, producerea mielinei si distrugerea patogenilor si eliminarea neuronilor morti.

Dupa ce si-a obtinut diploma in neurologie Dr. Barres a urmat timp de 7 ani un doctorat la Harvard si apoi un program post-doctoral timp de trei ani la University College in Londra. Spune ca unul dintre motivele pentru care s-a intors la cercetare a fost frustrarea extrema pe care o avea cand nu putea face foarte mult pentru pacientii cu leziuni ale coloanei vertebrale.

Cu ani in urma, a inceput sa il intereseze daca celulele gliale au un rol activ in SNC, mai mult decat se presupunea. Pe atunci se credea ca celulele gliale erau celulele care curatau in urma neuronilor. In particular, Dr. Barres si colegii sai de laborator se intrebau daca aceste celule sunt active la nivelul sinapselor (punctul in care semnalele electrice/chimice trec de la neuroni la alte celule). In cautarea unui raspuns, au descoperita ca neuroni sunt celule de sine statatatoare; isi pot pastra morfologia de neuron, pot crea dendrite si axoni singure si sunt excitabile si capabile sa initieze actiuni potentiale. Cu toate acestea, echipa Barres descoperit ca neuronii nu pot forma sinapse singuri: au nevoie de celulele gliale! Fara celulele gliale, nu se pot cupla, nu pot forma conexiuni. Neronii au tehnologia moleculara interna necesara pentru a crea sinapse, dar au nevoie de un semnal extern care sa declanseze procesul. Astfel, urmatoarea intrebare pe care a pus-o Barres a fost: ce anume creaza astrocitele ca sa determine neuronii sa produca sinapse? A fost nevoie de multi ani, dar primul semnat identificat in studiile sale a fost o familie de molecule numite trombospondine - aceste proteine sunt create de astrocite (in special in dezvoltarea creierului) si reapar dupa traumatisme - pentru a repara sinapsele.

Dr. Barres crede ca astrocitele controleaza toate aspectele care tin de formarea, functionarea, intretinerea si chiar eliminarea sinapselor. De ce este acest fapt atat de important? Conexiunile sinaptice sunt deteriorate si/sau chiar se pierd in cazul unei boli si trebuie sa fie refacute; semnalele create de astrocite si celulele cu care interactioneza sunt potentiali declansatori pentru un nou medicament. In cazul leziunilor si regenerarii maduvei spinarii, intrebarile care se pun sunt: regenerarea axonilor poate crea conexiuni ale sinapselor? Si daca da, vor crea sinapsele potrivite, exact acele conexiuni pe care trebuie sa le faca? Asadar, in traumatisme, la fel ca si in cazul unor boli, felul in care corpul emite semnalele necesare pentru formarea sinapselor are o importanta capitala. Laboratorul Barres se ocupa de asemenea de regenerare - si de motivul pentru care axonii din SNC nu se regenereaza dupa ce au fost afectati. Studiile facute aici sugereaza ca exista o problema care tine in mare parte de celulele gliale. Astrocitele care au devenit reactive si oligodentrocitele inhiba procesul de regenerare al axonilor. Cu toate acestea exista putine studii de cercetare despre astrocite si cum opresc ele procesul de regenerare. Nu exista date exacte care sa descrie cum stiu astrocitele ca s-a produs o leziune, cu toate ca indiciul evident este un fel de semnal, probabil o inflamatie.

In afara de activitatea de cercetare a celulelor gliale, Dr. Barres studiaza si rolul neuronilor in esecul procesului de regenerare. In faza lor de dezvoltare, neuronii tineri au o capacitate intrinseca de a se regenera, dar la maturitate, abilitatea axonilor de a se regenera se pierde. Laboratorul Barres a aratat ca acest fapt se afla in stransa legatura cu un proces genetic, ca un comutator in urma caruia procesul de crestere incetineste. Dr. Barres spune ca: "axonii aceia nu se pot regenera rapid, indiferent ce ai face. Indiferent cu ce lichid trofic ii stropesti. Indiferent cat de mult incerci sa-i stimulezi. Indiferent ce ai face, se pare ca si-au pierdut pentru totdeauna abilitatea de a-si regenera rapid axonii. Faptul ca axonii nu se refac in SNC nu este o inhibitie de natura gliala. Chiar si daca ar disparea toate inhibitiile... In ritmul acesta, chiar daca s-ar reface, acesti axoni ar avea nevoie de zece ani sa creasca de la nivelul gatului pana la capatul coloanei vertebrale. Daca s-ar putea determina cresterea rapida a axonilor, poate ca ar creste peste acesti inhibitori".

Cercetarea in laboratoarele Barres se va intersecta cu cercetarile stiintifice aflate in curs de desfasurare in alte laboratoare-consortiu. Aceste puncte de intersectie includ: laboratorul Edgerton (intelegerea modului in care celulele maduvei spinarii primesc semnale de la celulele gliale in scopul de a folosi tratamente medicale de stimulare a celulelor maduvei spinarii in locul implanturilor de stimulatori); laboratorul Fawcett (intelegerea semnalului molecular care impiedica regenerarea axonului, in mod special al sulfatilor de condroitina, fenomen care pare sa stimuleze cresterea axonilor); laboratorul Schwab (dezvoltarea axonilor, care implica celulele gliale); laboratorul Pfaff (neuroni motorii, dirijarea axonilor, cum se formeaza circulatia impulsului nervos si cum se poate recrea dupa leziune) si laboratorul Mendell (care utilizeaza expertiza electrofiziologica pentru a sprijini cercetarile Dr. Barres).

Articol tradus pentru ProStemCell.ro de Ana-Maria Oprea

Sursa: ChristopherReeve

Adauga comentariu