UVA-Neurowissenschaftler haben entdeckt, dass in sich entwickelnden Gehirnen eine unerwartete Form der Zellreinigung stattfindet. Wenn dieser Prozess schief geht – zu wenig oder zu viel – kann dies zu dauerhaften Veränderungen in der Verdrahtung des Gehirns führen. Bei Labormäusen, dies führt zu angstähnlichem Verhalten, und es kann eine Rolle bei neurologischen Erkrankungen wie Autismus beim Menschen spielen.
Sie wollen nicht, dass [Gehirn-]Zellen genomische Kompromisse haben. Sie wollen keine beschädigte DNA. Dies wäre also ein normaler Mechanismus, um diese Zellen davon abzuhalten, in das zentrale Nervensystem eingebaut zu werden. Wenn der Schaden nicht erkannt wird, die Zellen mit DNA-Schäden leben im ZNS [Zentralnervensystem] weiter und können durch die Anhäufung von DNA-Schäden im Gehirn gesehen werden."
Catherine R. Lammert, Forscher, UVA
Der Zellreiniger, den die Forscher entdeckten, das AIM2-Inflammasom, wurde in erster Linie mit der Immunantwort des Körpers auf Infektionen in Verbindung gebracht, wurde jedoch im Gehirn nicht umfassend untersucht. Aber dort spielt es eine entscheidende Rolle, um sicherzustellen, dass das sich entwickelnde Gehirn richtig zusammengebaut wird und richtig funktioniert. Lammert entdeckte in Zusammenarbeit mit Hauptermittler John Lukens, Doktorat.
"Neuroentwicklung ist ein sehr komplizierter Prozess, “ sagte Lammert, ein Doktorand, dessen spezielle Fähigkeiten bei der Entdeckung entscheidend waren. "Diese Form des Zelltods spielt tatsächlich eine Rolle bei der Entfernung unerwünschter Zellen aus dem Gehirn, um ein gesundes ZNS mit den richtigen Verbindungen und der richtigen Anzahl von Zellen aufzubauen."
Mehr als die Hälfte der während der Gehirnentwicklung gebildeten Neuronen sterben ab. Daher ist eine ordnungsgemäße Reinigung unerlässlich, bemerkte Lukens, der Abteilung für Neurowissenschaften der UVA. „Man nimmt an, dass zu viel oder zu wenig allem zugrunde liegt, von Autismus bis hin zu geistiger Behinderung – jeder Art von neurologischer Entwicklungsstörung, " er sagte.
Zum Beispiel, Ataxie ist ein Zustand, der dazu führt, dass Menschen die Kontrolle über ihre Bewegungen verlieren. „Es besteht die Möglichkeit, dass dieser Weg zum neuronalen Verlust beiträgt, der bei Ataxie beobachtet wird. “ sagte Lukas, ein Forscher des UVA-Zentrums für Hirnimmunologie und Glia (BIG). "Einerseits, du brauchst es [das Aufräumen], aber wenn du zu viel davon hast, es kann negative Folgen haben, mögen, möglicherweise, Ataxia. Viele der früh einsetzenden neurodegenerativen Erkrankungen sind mit Mutationen in DNA-Schadensreparaturproteinen verbunden. und dieser Weg könnte auch beteiligt sein."
Die Entdeckung kam etwas zufällig, das Ergebnis einer Beobachtung des Verhaltens von Labormäusen, während die Forscher traumatische Hirnverletzungen untersuchten. Aber diesem unerwarteten Hinweis zu folgen, hat den Wissenschaftlern ein besseres Verständnis der Gehirnentwicklung ermöglicht. und dieses Verständnis kann eines Tages zu neuen Behandlungsmethoden für neurologische Erkrankungen führen.
Lukas, ein Mitglied des Carter Immunology Center von UVA, warnte davor, dass solche Behandlungen wahrscheinlich in weiter Ferne liegen, aber er sagte, eine auf der Entdeckung basierende Therapie könnte weit verbreitete Anwendungen haben. "Diesen Weg im reifen Gehirn zu treffen, würde wahrscheinlich eine Behandlungsstrategie für jede neurodegenerative Erkrankung darstellen, die mit DNA-Schäden verbunden ist. " sagte er. "Und das sind alle wichtigen Schwergewichte:Alzheimer-Krankheit, Parkinson, ALS."
Ihre Ergebnisse haben die Forscher in der renommierten Fachzeitschrift Nature veröffentlicht. Die Autoren der Studie waren Lammert, Elizabeth L. Frost, Calli E. Bellinger, Ashley C. Bolte, Celia A. McKee, Mariah E. verletzt, Matt J. Paysour, Hannah E. Ennerfelt und Lukens.
Die Forschung wurde von der Hartwell Foundation unterstützt; Rettsyndrom.org-Zuschuss 22349; die Owens Family Foundation; und Brain &Behavior Research Foundation-Stipendium 27515. Lammert wurde durch ein Vordoktoranden-Ausbildungsstipendium des National Institute of General Medical Sciences der National Institutes of Health und ein Wagner-Stipendium unterstützt.
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