Η ίδια κατηγορία χημικών ουσιών που ελέγχουν την ανάπτυξη των αισθητικών νεύρων στον εγκέφαλο καθορίζουν και τη δημιουργία των κινητικών νευρώνων από τον εγκέφαλο προς τον νωτιαίο μυελό, όπως διαπίστωσαν ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Σικάγου, και η έρευνα αυτή αναφέρεται στο περιοδικό Nature Neuroscience, στο τεύχος Σεπτεμβρίου. Αυτή η ανακάλυψη ίσως βοηθήσει στην αποκατάσταση των κακώσεων νωτιαίου μυελού και την παράλυση που σχετίζεται με αυτές.
Τα νευρικά κύτταρα αποτελούνται από ίνες, λεπτές και στενές απολήξεις, που συνδέονται με άλλα νευρικά κύτταρα. Οι ίνες αυτές έχουν στις άκρες κλωνία, που φέρουν ειδικούς δέκτες και ανιχνεύουν σήματα από χημικές ουσίες οπότε και στέλνουν ερεθίσματα από και προς την πηγή.
Το 2003, στο Πανεπιστήμιο του Σικάγου, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι μια πρωτεΐνη, γνωστή ως Wnt, λειτουργεί ως οδηγός για τα αισθητικά νεύρα. Τα νεύρα αυτά έχουν δέκτες στα κλωνία τους, γνωστούς ως Frizzled3, που αναγνωρίζουν την Wnt.
Σε αυτή την έρευνα οι επιστήμονες αναφέρουν ότι τα νεύρα που αναπτύσσονται προς την αντίθετη κατεύθυνση, δηλαδή από τον εγκέφαλο προς τον νωτιαίο μυελό, καθοδηγούνται από μια άλλη πρωτεΐνη, γνωστή ως Ryk, η οποία αναγνωρίζει την Wnt ως απωθητικό ερέθισμα.
«Αυτό αποτελεί χαρακτηριστικό παράδειγμα της αποτελεσματικότητας της φύσης», δηλώνει ο Yimin Zou, καθηγητής νευρολογίας, φαρμακολογίας και φυσιολογίας στο Πανεπιστήμιο του Σικάγου. «Το νευρικό σύστημα χρησιμοποιεί ένα παρόμοιο είδος χημικών ουσιών για τον έλεγχο των νευρικών ινών που διατρέχουν τον νωτιαίο μυελό και προς τις δυο κατευθύνσεις».
Μπορεί επίσης να αποβεί προς όφελος της Ιατρικής, καθώς υποδεικνύει τρόπους για την αποκατάσταση των κατεστραμμένων νευρικών κυττάρων και την αντικατάστασή τους. Αντίθετα με ό,τι συμβαίνει σε αλλά συστήματα, όσον αφορά στο νωτιαίο μυελό στους ενήλικες, τα νεύρα δεν μπορούν να αποκατασταθούν έπειτα από μια κάκωση. Περίπου 250.000 άτομα στις ΗΠΑ πάσχουν από μόνιμες αναπηρίες εξαιτίας των κακώσεων του νωτιαίου μυελού, ενώ γύρω στα 11000 νέα περιστατικά προστίθενται κάθε χρόνο.
Η έρευνα εστίασε στους πυραμιδικούς νευρώνες, που είναι υπεύθυνοι για τις εκούσιες και λεπτές κινήσεις κι αποτελούν τα μακρύτερα νεύρα στον άνθρωπο. Οι πυραμιδικοί νευρώνες συνδέονται με άλλους νευρώνες κατά μήκος του νωτιαίου μυελού και μερικοί καταλήγουν κι έξω από αυτόν. Διατρέχουν τον μυελό και κάποιοι τον διαπερνούν ανάμεσα από τους σπονδύλους κι εκτείνονται σε διάφορα τμήματα του σώματος, π.χ. τα χέρια και τα πόδια.
Ο Zou κι οι συνεργάτες του μελέτησαν το σύστημα που καθοδηγεί τη λειτουργία αυτού του σύνθετου συστήματος στα νεογέννητα ποντίκια, εκεί όπου οι πυραμιδικοί νευρώνες ακόμα αναπτύσσονται. Πριν τη γέννηση, οι νευρικές ίνες αναπτύσσονται έξω από το κυτταρικό σώμα των νεύρων στον κινητικό φλοιό. Οι ίνες ακολουθούν μια οδό μέσω του εγκεφάλου προς τον νωτιαίο μυελό.
Κατά τη γέννηση, οι νευρικές ίνες αναπτύσσονται στον νωτιαίο μυελό. Κατά την πρώτη εβδομάδα ζωής αναπτύσσονται κάτω από την αυχενική και θωρακική περιοχή, έως ότου σταματήσουν πια την ανάπτυξη, περίπου 7-10 μέρες μετά τη γέννηση.
Από προηγούμενες μελέτες, ο Zou κι οι συνεργάτες του, γνώριζαν ότι μια σειρά από διάφορες πρωτεΐνες τύπου Wnt, σχηματίζονται κατά μήκος του νωτιαίου μυελού κατά τη γέννηση. Εδώ αποδεικνύεται ότι δυο άλλοι τύποι πρωτεϊνών οι Wnt1και Wnt5 παράγονται σε υψηλές συγκεντρώσεις στο άνω τμήμα του μυελού και στη συνέχεια και στα κατώτερα επίπεδα.
Ανακάλυψαν επίσης ότι οι κινητικοί νευρώνες καθοδηγούνται από τις Wnts μέσω ενός διαφορετικού υποδοχέα, που ονομάζεται Ryk, ο οποίος μεσολαβεί αντικρούοντας τις Wnts. Αντισώματα που εμποδίζουν την αλληλεπίδραση των Wnts- Ryk, μπλόκαραν την προς τα κάτω ανάπτυξη των πυραμιδικών νευρώνων όταν εμβολιάστηκαν στο μεσοσπονδύλιο διάστημα του νωτιαίου μυελού, στα νεογέννητα ποντίκια.
Αυτή η γνώση σε συνδυασμό με την έρευνα των βλαστικών κυττάρων, ίσως αποτελεί την πιο ελπιδοφόρα προσέγγιση για την ανάπλαση του νευρικού συστήματος. Αν οι πρωτεΐνες Wnts χρησιμοποιηθούν για την καθοδήγηση των νευρικών κυττάρων που μεταμοσχεύονται -ή των εμβρυϊκών βλαστικών κυττάρων- για την αποκατάσταση της σύνδεσης μεταξύ του εγκεφάλου και του σώματος «θα αποτελέσει επανάσταση στην θεραπευτική αντιμετώπιση των παραλύσεων που προκαλούν οι τραυματισμοί των νεύρων», δηλώνει ο Zou.
«Αν και ο μισός αγώνας αφορά στην επιλογή των κατάλληλων κυττάρων για την αποκατάσταση του νευρικού συστήματος», λέει, «ο άλλος μισός σχετίζεται με την καθοδήγησή τους στον κατάλληλο στόχο».
«Η κατανόηση του πώς ο εγκέφαλος κι ο νωτιαίος μυελός συνδέονται κατά την εμβρυϊκή ζωή, θα μας δώσει τις λύσεις για την αποκατάσταση των κατεστραμμένων συνδέσεων στους ενήλικες με κάκωση νωτιαίου μυελού ή άλλες νευρο-εκφυλιστικές διαταραχές», προσθέτει ο Zou.
Από το Πανεπιστήμιο του Σικάγο
Απόδοση στα ελληνικά:
Παναγιώτης Ζουρνατζίδης, Εργοθεραπευτής,
panos@disabled.gr