Wadliwa transmisja komórkowa zakłóca rozwój kory mózgowej

W czasie rozwoju mózgu, w fazie embrionalnej, występuje skomplikowana kaskada procesów komórkowych związanych z pewnym rodzajem komórek macierzystych – komórkami progenitorowymi (prekursorowymi). Wytwarzają one neurony i pobudzają prawidłowy rozwój kory. Jeśli nie działają właściwie, mózg może rozwijać się nieprawidłowo.

Poprzednie badania zainspirowały naukowców z UNC School of Medicine, kierowanych przez Evę Anton, do postawienia hipotezy, że coś w procesie przekazywania białek Wnt w komórkach progenitorowych może mieć związek z zakłócaniem rozwoju kory mózgowej. Sugerowały one, że w niektórych przypadkach długa droga do objawów autyzmu rozpoczyna się wraz z zaburzeniem rozwoju komórek macierzystych w korze. Ponadto przeprowadzone wcześniej, przez innych badaczy, analizy genetyczne osób z autyzmem, wskazywały wyraźnie na to, że szlaki sygnałowe Wnt zostały u nich zakłócone.

Białka Wnt to glikoproteiny, których rolą jest przede wszystkim regulacja procesów różnicowania i polaryzacji, migracji i podziałów komórkowych na poziomie komunikacji międzykomórkowej. Zaburzenia w komunikacji zależnej od Wnt prowadzą do różnego rodzaju patologii w organizmie.

Autorzy obecnego badania sprawdzili eksperymentalnie, że taką nieprawidłowość może spowodować usunięcie białka APC, co prowadzi do niekontrolowanych wzorców ekspresji genów w komórkach progenitorowych, zakłócenia szlaku Wnt i zaburzenia prawidłowego rozwoju mózgu. Chcą jeszcze ponadto sprawdzić, czy deregulacja sygnału Wnt powoduje zmiany w ekspresji genów wiązanych z autyzmem. Niektóre z tych genów ulegają ekspresji w komórkach progenitorowych.

Białko APC bierze udział w regulacji wielu procesów w komórce, obejmujących podział, migrację, adhezję i różnicowanie komórek.

Choć wad związanych z komórkami progenitorowymi nie da się leczyć w dojrzałych neuronach mózgu, jednak najprawdopodobniej będzie można próbować określić, co uległo zmianie i co trzeba poprawić u osób z objawami autyzmu spowodowanego przez subtelne, ale istotne zmiany w mózgu przed urodzeniem.

Źródła:

„APC sets the Wnt tone necessary for cerebral cortical progenitor development”

Genes & Development, 15 września 2017 r.

tutaj

ScienceDaily, 20 września 2017 r.

tutaj

Neurotoksyny naturalne i syntetyczne w naszym środowisku

W środowisku, w którym żyjemy jest coraz więcej toksycznych, bioaktywnych substancji, mogących mieć negatywny wpływ na nasze zdrowie i samopoczucie. Niektóre, często w bardzo niskich stężeniach, są szkodliwe dla struktur oraz funkcji centralnego i obwodowego układu nerwowego człowieka. Są więc uważane za neurotoksyczne. Część z nich znacząco zakłóca strukturę i funkcję ludzkiego genomu oraz procesy ekspresji genów, czyli odczytywania informacji genetycznej z DNA. Są one zatem genotoksyczne.

Niektóre osoby lub też populacje mogą być, w związku z predyspozycjami genetycznymi i zwiększoną podatnością na czynniki środowiskowe, w ciągu całego życia bardziej narażone na choroby związane z funkcjonowaniem układu nerwowego. Istnieją dowody na to, że substancje neurotoksyczne, takie jak związki glinu, mogą odgrywać rolę inicjatora lub znacznie przyczyniać się do rozwoju choroby Alzheimera (AD) i zaburzeń ze spektrum autyzmu (ASD).

W 2015 r. zarejestrowano na świecie ponad 2 700 000 nowych patentów. Około 22% (czyli ok. 594 000 z nich) dotyczyło chemii, biochemii lub związanych z medycyną, technologicznego zastosowania związków chemicznych. Aluminium jest obecnie najczęściej używanym na świecie metalem nieżelaznym, jego roczna produkcja na świeicie wynosi około 52 miliony ton, czyli ok. 15 kilogramów na osobę. Równocześnie zwiększa się globalna produkcja i przenikanie do środowiska innych substancji neurotoksycznych, głównie ołowiu, rtęci, chromu, kadmu i tlenków azotu.

Istnieje wiele rodzajów zindywidualizowanych reakcji na ten sam związek chemiczny, który w większości sytuacji może być dość dobrze tolerowany, jednakże w niektórych przypadkach narażenie na jego działanie może doprowadzić do problemów zdrowotnych.

Podatność i predyspozycje do ASD, AD i innych chorób, związanych z funkcjonowaniem układu nerwowego, mogą być oparte na indywidualnym profilu genetycznym, epigenetycznym, biochemicznym i neurochemicznym oraz/lub czynnikach środowiskowych.

Dotyczy to przede wszystkim procesów rozwoju mózgu w przypadku dzieci, lub jego funkcjonowania w trakcie starzenia się oraz w podeszłym wieku. Ponadto wiemy, że bariery fizjologiczne takie jak przewód pokarmowy i bariera krew-mózg mogą nie być w pełni ukształtowane i przepuszczać neurotoksyny do podatnych i wrażliwych komórek.

Taka „ludzka indywidualność biochemiczna” może predysponować do genotoksycznego działania konkretnego związku chemicznego lub neurotoksyny.

Źródło:

„Natural and Synthetic Neurotoxins in Our Environment: From Alzheimer’s Disease (AD) to Autism Spectrum Disorder (ASD)”

Journal of Alzheimers Disease & Parkinsonism, 26.07.2016 r.

tutaj