Μια μελέτη από ερευνητές στο εργαστήριο της Δρ. Huda Zoghbi, διακεκριμένης καθηγήτριας υπηρεσιών στο Baylor College of Medicine και διευθυντής του Ινστιτούτου Νευρολογικής Έρευνας Jan and Dan Duncan (Duncan NRI) στο Νοσοκομείο Παίδων του Τέξας, ανακάλυψε ότι η μειωμένη ανάκληση μνήμης στο σύνδρομο Rett σε ποντίκια μπορούν να αποκατασταθούν με την ενεργοποίηση συγκεκριμένων ανασταλτικών κυττάρων στον ιππόκαμπο. Τα ευρήματα δημοσιεύονται στην τρέχουσα έκδοση του Neuron.
Τι είναι το σύνδρομο Rett;
Το σύνδρομο Rett είναι μια νευροαναπτυξιακή διαταραχή που χαρακτηρίζεται από απώλεια επίκτητων γνωστικών, κινητικών, γλωσσικών και κοινωνικών δεξιοτήτων μετά το πρώτο έτος της ζωής καθώς και από σοβαρές διαταραχές μάθησης και μνήμης. Ειδικότερα, οι αναμνήσεις συμφραζομένων, αυτές που κωδικοποιούν ένα συμβάν και τις συνθήκες υπό τις οποίες βιώθηκε το συμβάν, μειώνονται σε μοντέλα ποντικιών του συνδρόμου Rett. Προηγούμενη έρευνα είχε προτείνει ότι οι μειωμένες αναμνήσεις των συμφραζομένων προκύπτουν από διαταραχές της λεπτώς συντονισμένης ισορροπίας μεταξύ διεγερτικών και ανασταλτικών συναπτικών εισόδων που βομβαρδίζουν συνεχώς τους νευρώνες του ιππόκαμπου.
Η ομάδα του Zoghbi υπέθεσε ότι οι διαταραχές σε αυτή την ισορροπία μπορεί να αλλάξουν το μέγεθος και τη σύνθεση των συνόλων των νευρώνων του ιππόκαμπου που απαιτούνται για την κωδικοποίηση μιας συμφραζόμενης μνήμης. Χρησιμοποιώντας ένα μικροσκοπικό μικροσκόπιο, παρακολούθησαν απευθείας αυτά τα σύνολα καθώς τα ποντίκια ανακαλούσαν μια τρομακτική εμπειρία. Βρήκαν ότι τα ποντίκια Rett έχουν μεγαλύτερα και πιο συσχετισμένα σύνολα νευρώνων από τα ποντίκια άγριου τύπου, υποδηλώνοντας ότι οι πυραμιδικοί νευρώνες του ιππόκαμπου δεν λαμβάνουν αρκετή αναστολή στα ποντίκια Rett.
“Μια βέλτιστη ισορροπία μεταξύ διεγερτικής και ανασταλτικής εισαγωγής είναι κρίσιμη για τον σωστό σχηματισμό και ανάκτηση αναμνήσεων με βάση τα συμφραζόμενα”, δήλωσε ο Lingjie He, μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο εργαστήριο Zoghbi και πρώτος συγγραφέας. Η επόμενη μεγάλη ερώτηση που απάντησε η ομάδα ήταν, “Ποιος νευρώνας δεν παρέχει την αναστολή;” Η ομάδα κατέγραψε νευρωνική δραστηριότητα από αναγνωρισμένους τύπους κυττάρων σε φέτες εγκεφάλου. Βρήκαν μια σημαντική μείωση στη συνδεσιμότητα μεταξύ των πυραμιδικών κυττάρων και ενός υποσυνόλου ανασταλτικών νευρώνων που εκφράζουν τη σωματοστατίνη (SOM), τα κύτταρα OLM. Βρήκαν ότι αυτά τα κύτταρα, τα οποία κανονικά στρατολογούνται από τους πυραμιδικούς νευρώνες του ιππόκαμπου σε υγιή ποντίκια κατά τη διάρκεια της ανάκλησης μνήμης, εμπλέκονταν ελάχιστα στα ποντίκια Rett.
Αυτό οδήγησε την ομάδα να αναρωτηθεί εάν η ενεργοποίηση αυτών των ανασταλτικών νευρώνων κατά την ανάκληση μνήμης θα βοηθούσε τα ποντίκια Rett να θυμούνται καλύτερα. Για να αντιμετωπιστεί αυτό, ενίσχυσαν επιλεκτικά τη δραστηριότητα των κυττάρων σωματοστατίνης στον ιππόκαμπο χρησιμοποιώντας μια χημική-γενετική προσέγγιση που επιτρέπει την ενεργοποίηση ενός συγκεκριμένου τύπου κυττάρου. Απίστευτα, η ενεργοποίηση κυττάρων που εκφράζουν τη σωματοστατίνη σε ποντίκια Rett αποκατέστησε την ανάκληση μνήμης με βάση τα συμφραζόμενα.
Σημασία των ευρημάτων
“Αυτή είναι η πρώτη μελέτη που καταδεικνύει ότι η ανοδική ρύθμιση της δραστηριότητας των νευρώνων SOM μπορεί να βελτιώσει την ανάκληση μνήμης και την ικανότητα ανάκτησης σε ποντίκια Rett”, δήλωσε ο Zoghbi, ερευνητής του Ιατρικού Ινστιτούτου Howard Hughes. “Ανοίγει συναρπαστικούς τομείς έρευνας για τη διερεύνηση θεραπευτικών δυνατοτήτων που θα μπορούσαν να βελτιώσουν την ανάκληση της μνήμης σε άτομα που πάσχουν από το σύνδρομο Rett. Αυτά τα ευρήματα έχουν πολύ ευρύτερη σημασία και ισχύουν επίσης για άλλες νευρολογικές διαταραχές στις οποίες η ανάπτυξη και η λειτουργία των ανασταλτικών κυκλωμάτων μεταβάλλεται.”