Câblage du cerveau Jump-départ …

Câblage du cerveau Jump-départ ...

Contrairement à de nombreux autres animaux blessés fibres nerveuses dans le système nerveux central des mammifères ne se régénèrent pas &# 8211; au moins pas de façon spontanée. Beaucoup de recherches ont été pour trouver des moyens de les amadouer pour le faire, malheureusement avec un succès modeste. Le principal problème est qu’il ya beaucoup de raisons pour lesquelles les fibres nerveuses central don&# 8217; t régénérer après une blessure &# 8211; les aborder individuellement ne suffit pas. Une nouvelle étude adopte une approche combinée de frapper deux voies moléculaires distinctes dans les nerfs blessés et réalise une repousse importante dans un modèle animal.

Beaucoup de vertébrés inférieurs, comme les grenouilles et les salamandres, par exemple, peuvent repousser les nerfs endommagés très facilement. Et même chez les mammifères, les nerfs de la périphérie se régénérer et se reconnecter, étant donné assez de temps. Mais les fibres nerveuses dans le cerveau et la moelle épinière ne se régénèrent pas après une blessure. Les chercheurs tentent de résoudre ce problème ont porté d’abord sur déterminer ce qui est différent au sujet de l’environnement dans la centrale par rapport au système nerveux périphérique chez les mammifères.

Il a été découvert très tôt que la myéline &# 8211; la gaine gras des fibres nerveuses d’isolation qui entoure &# 8211; dans le système nerveux central est différente de celle de la périphérie. En particulier, elle inhibe la croissance des cellules nerveuses. Un certain nombre de groupes ont essayé de comprendre quels sont les éléments de la myéline centrale sont responsables de cette activité. Myelin se compose d’un grand nombre de protéines, ainsi que les membranes lipidiques. L’un d’entre eux, appelé par la suite Nogo. a été découvert pour bloquer la croissance des nerfs. Cette découverte a incité l’excitation compréhensible, surtout à cause d’un anticorps qui se lie que la protéine a été trouvée pour favoriser la repousse des nerfs rachidiens blessés chez le rat. (Il a même poussé un film, Extreme Measures. Avec Gene Hackman et Hugh Grant &# 8211; un thriller sous-évalué avec une certaine science étonnamment précis et certains malfaisance médicale très grave).

Malheureusement, la régénération chez les rats qui est favorisée par le blocage de la protéine Nogo est très limitée. De même, les souris qui sont mutantes pour cette protéine ou de son émission de récepteur régénération très mineur. Ce qui est observé dans certains cas, est la germination supplémentaire des axones indemnes en aval du site de lésion médullaire. Cela peut conduire à une certaine reprise mineure de la fonction, mais il&# 8217; s vraiment le remodelage, plutôt que de la régénération.

Mais il ne suggère une réponse à la question: pourquoi devrions-nous avons évolué d’un système qui semble activement nuisible, qui empêche la régénération après une blessure? Eh bien, d’abord, la pression sélective chez les mammifères pour être en mesure de régénérer les nerfs endommagés est probablement pas très grande, tout simplement parce que les animaux blessés ne seraient pas généralement la chance de se régénérer dans la nature. Et deuxièmement, il suggère que la fonction des protéines comme Nogo peut ne pas être d’empêcher la régénération, mais pour empêcher la germination des fibres nerveuses après qu’ils ont déjà fait leurs connexions appropriées. Beaucoup d’efforts va dans le câblage du système nerveux, avec une spécificité exquise &# 8211; une fois que motif de câblage est établi, il paie sans doute de garder activement cette façon.

Il y a un certain nombre de raisons pour lesquelles le blocage de la protéine Nogo ne permet pas les nerfs de se régénérer complètement. Tout d’abord, il est la seule protéine de myéline qui bloque la croissance &# 8211; il y a beaucoup d’autres. D’autre part, la blessure elle-même peut donner lieu à une inflammation et une cicatrisation qui produit une barrière secondaire. Et troisièmement, les neurones dans le système nerveux matures peuvent tout simplement pas être enclins à se développer. (Non seulement que &# 8211; les distances qu’ils peuvent avoir à voyager dans l’adulte à l’âge adulte peuvent être des ordres de grandeur plus longues que celles requises pour raccorder le système nerveux au cours du développement. Il y a des nerfs chez un humain adulte, qui sont près d’un mètre de long, mais ces connexions ont d’abord été formés dans l’embryon quand la distance est mesurée en millimètres).

Ce dernier problème a été abordé plus récemment, par des chercheurs demandant s’il y a quelque chose dans les neurones eux-mêmes qui change au fil du temps &# 8211; après tout, les neurones dans le système nerveux en développement poussent comme des fous. Cette propension à la croissance semble être freinée dans le système nerveux adulte &# 8211; de nouveau, une fois que le système nerveux est câblé, il est important de limiter la croissance.

Les chercheurs ont donc cherché des différences biochimiques entre les jeunes (en développement) les neurones et les neurones matures qui ont déjà formé des connexions. L’espoir est que si nous comprenons les voies moléculaires qui diffèrent, nous pourrions être en mesure de les cibler &# 8220; rajeunir&# 8221; neurones endommagés, la restauration de leur envie interne de croître. Le laboratoire de Zhigang He à la Harvard Medical School a été l’un des chefs de file dans ce domaine et a déjà constaté que le ciblage ou l’autre des deux voies biochimiques a permis une certaine régénération modeste des neurones lésés. (Ils étudient le nerf optique comme un modèle plus accessible du nerf central repousse de la moelle épinière).

Dans une nouvelle étude publiée récemment dans Nature, ils montrent que le blocage simultané de ces deux protéines conduit à la repousse remarquablement impressionnante &# 8211; beaucoup plus que simplement un effet additif de bloquer les deux protéines seules. Les deux protéines sont appelées PTEN et SOCS3 &# 8211; ils sont tous deux régulateurs intracellulaires de la croissance cellulaire, y compris la capacité à répondre à des facteurs de croissance extracellulaire. Les auteurs ont utilisé une approche génétique pour supprimer ces gènes deux semaines avant une blessure et a constaté que la repousse a été extrêmement promu. C’est évidemment pas une approche très médicalement utile cependant &# 8211; le plus important est de montrer que les supprimer après la blessure peut permettre la régénération et en effet, cela est ce qu’ils ont trouvé. Vraisemblablement, les neurones dans cette &# 8220; grandir, grandir, grandir!&# 8221; Etat sont soit insensible aux facteurs inhibiteurs dans la myéline ou les instructions pour la croissance peut ignorer ces facteurs.

Ils sont allés à caractériser les changements qui se produisent dans les neurones lorsque ces gènes sont supprimés et ont observé que de nombreuses autres protéines associées à des états de croissance actifs sont régulés à la hausse, y compris ceux qui obtiennent réprimée en réponse à la blessure elle-même. L’espoir est maintenant que les médicaments peuvent être développés pour cibler les voies PTEN et SOCS3 chez des patients humains, en particulier ceux avec dévastateurs blessures de la moelle épinière, pour encourager les nerfs endommagés à repousser. Comme avec toutes ces découvertes, la traduction à la clinique sera un processus long et difficile, susceptible de prendre des années et il n’y a aucune garantie de succès. Mais par rapport aux repères précédents de la régénération dans des modèles animaux, cette étude montre ce qui ressemble à de réels progrès.

Sun F, Parc KK, Belin S, Wang D, Lu T, Chen G, Zhang K, Yeung C, Feng G, Yankner BA, & Il Z (2011). Soutenue régénération axonale induite par la co-suppression de PTEN et SOCS3. Nature, 480 (7377), 372-5 PMID: 22056987

Bon blog. choses intéressantes. J’ai deux questions, pardonnez-moi si je&# 39; m étant un idiot.

1) L’histoire PTEN / mTOR est passionnant – mais il y a sûrement&# 39; s un risque de formation de tumeurs? Akt, en aval de PTEN est oncogénique. En effet Akt inhibiteurs sont à l’étape 3 des essais cliniques pour le cancer.

2) Suppression de PTEN est une tentative de upregulate la capacité de synthèse des protéines dans le SNC – une raison intrinsèque majeur pour son incapacité à se régénérer. Critiques telles que les suivantes http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19520073 suggèrent la capacité dans le SNC pour * * synthèse protéique locale est très faible, et que la protéine ribosomique P0 est indétectable passé le segment initial de l’axone . (Cela vient de Verma et al, 2005 si l’expérience réelle est un résultat non publié).

Au-delà du contenu et des références de la revue I lien ci-dessus – personne ne sait s’il a été prouvé que l’ARNm est transcrit localement, à partir du corps cellulaire, dans le SNC adulte?

Qu’est-ce que je manque en termes de la capacité du CNS à synthétiser localement des protéines au niveau des synapses, etc?

En ce qui concerne 1): Ceci est bien sûr une incidence négative potentielle en essayant de bloquer toute molécule de signalisation intrinsèque, je pense que le travail aurait certainement besoin d’être fait pour déterminer la dose minimale efficace pour ne pas induire un état tumerogenic. Heureusement, il est possible que ce médicament pourrait être injecté directement dans le système nerveux central et en fonction de la taille moléculaire, peut rester là (ce serait minimiser les effets systémiques). Bien sûr, en fonction du type de lésion qui a initié la blessure en premier lieu, la barrière hémato-encéphalique peut être compromise et laisser la drogue à infiltrer. Lésion du SNC est assez salissant!

2) la synthèse des protéines locale peut être très élevé en fonction de l’état de la cellule d’acidité. En effet, les principaux aspects de la plasticité dépendent de la synthèse des protéines locales et des protéines associées à la myéline tels que MBP étaient quelques-unes des premières protéines identifiées pour avoir leur ARNm transporté sur de grandes distances pour la traduction locale.

Colman, D. R. Kreibich, G. Frey, A. B. & Sabatini, D. D. Synthèse et intégration des polypeptides de la myéline dans la myéline du SNC. J. Cell Biol. 95, 598&# 8211; 608 (1982).

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