ZNANSTVENICI su razvili revolucionarnu metodu koja omogućuje "zamrzavanje" moždanih stanica u samom trenutku slanja signala, čime se procesi koji su inače prebrzi za promatranje mogu detaljno proučiti. Ova tehnika, nazvana 'zap-and-freeze', mogla bi otkriti ključne tajne o neurološkim stanjima poput Parkinsonove bolesti, gdje je stanična komunikacija poremećena, piše Science Alert.

Proces uključuje primjenu električnog šoka na moždane stanice i njihovo zamrzavanje pod visokim tlakom unutar svega nekoliko milisekundi. Tim s Medicinskog fakulteta Sveučilišta Johns Hopkins u SAD-u testirao je ovu tehniku na moždanom tkivu miševa i ljudi, otkrivajući dosad neviđene detalje o funkcioniranju sinapsi - ključnih veza koje upravljaju komunikacijom među neuronima.

Novi uvidi u komunikaciju neurona

Testiranja su otkrila detalje o vezikulama koje sadrže kemijske poruke, a čije su interakcije temeljne za sve, od pamćenja do učenja. "Ovaj pristup ima potencijal otkriti dinamičke informacije visoke rezolucije o prometu sinaptičkih membrana u netaknutim kriškama ljudskog mozga", navode neuroznanstvenica Chelsy Eddings i njezini kolege u objavljenom radu.

Istraživači su posebno promatrali endocitozu, proces recikliranja kojim se iskorištene vezikule uklanjaju kako bi se stvorile nove. Pronašli su dokaze o takozvanoj ultrabrzoj endocitozi - koja se odvija za manje od 100 milisekundi - i kod miševa i kod ljudi. Tim je također identificirao protein nazvan dynamin1xA kao ključan za ovaj proces.

Nada za oboljele od Parkinsonove bolesti

Otkrivanjem ovih detalja u moždanom tkivu doniranom od ljudi, znanstvenici sada bolje razumiju mehanizme koji zataje kod moždanih bolesti. Ohrabrujuće je što se rezultati gotovo u potpunosti podudaraju između životinjskih i ljudskih uzoraka, što potvrđuje da su miševi korisni modeli za istraživanje ljudskog mozga.

"Naši nalazi ukazuju na to da je molekularni mehanizam ultrabrze endocitoze očuvan između moždanih tkiva miševa i ljudi", kaže stanični biolog Shigeki Watanabe s Medicinskog fakulteta Sveučilišta Johns Hopkins.

Kada je riječ o Parkinsonovoj bolesti, preciznije poznavanje načina na koji sinapse i vezikule surađuju trebalo bi pomoći rasvijetliti što točno polazi po zlu. Iako je put do lijeka još dug, poznato je da neuroni u mozgu umiru kako bolest napreduje, a smatra se da je ta stanična smrt povezana s neispravnim radom sinapsi.

Budući koraci u istraživanju

Sljedeći korak za istraživače je dobivanje uzoraka tkiva od pacijenata s Parkinsonovom bolešću koji su već podvrgnuti invazivnim moždanim zahvatima. Takvi uzorci mogli bi pokazati kako se aktivnost vezikula razlikuje u mozgovima pogođenim bolešću.

S obzirom na to da Parkinsonova bolest već pogađa milijune ljudi diljem svijeta, a očekuje se da će taj broj rasti, tehnike poput 'zap-and-freeze' mogle bi biti ključne za mapiranje moždane aktivnosti na najmanjim razinama.

"Nadamo se da nam ova nova tehnika vizualizacije dinamike sinaptičke membrane u uzorcima živog moždanog tkiva može pomoći razumjeti sličnosti i razlike u nenasljednim i nasljednim oblicima stanja", zaključuje Watanabe. Istraživanje je objavljeno u časopisu Neuron.