Echipa a descoperit importanța metabolismului celular în acest proces și a identificat modalitatea de a trezi aceste celule stem neuronale și de a le reactiva.

Biologii au reușit să crească astfel numărul de neuroni noi în creierul șoarecilor adulți și chiar bătrâni. Aceste rezultate, promițătoare pentru tratamentul bolilor neurodegenerative, au fost publicate luna aceasta, în revista Science Advances.

Celulele stem au capacitatea unică de a se replica continuu și de a da naștere unor celule diferențiate cu funcții mai specializate. Celulele stem neuronale (NSC/CSN) sunt responsabile de construirea creierului în timpul dezvoltării embrionare, generând toate celulele sistemului nervos central, inclusiv neuronii.

Capacitatea de neurogeneză scade odată cu vârsta

În mod surprinzător, CSN persistă în anumite regiuni ale creierului chiar și după ce creierul este complet format și pot produce noi neuroni pe tot parcursul vieții. Acest fenomen biologic, numit neurogeneză adultă, este important pentru funcții specifice, cum ar fi procesele de învățare și de memorie.

Cu toate acestea, în creierul adult, aceste celule stem devin mai silențioase sau „latente” și își reduc capacitatea de reînnoire și diferențiere. Ca urmare, neurogeneza scade semnificativ odată cu vârsta.

Acum, autorul principal al studiului, Jean-Claude Martinou, profesor emerit în cadrul Departamentului de Biologie Moleculară și Celulară la Facultatea de Științe a UNIGE, și Marlen Knobloch, profesor asociat în cadrul Departamentului de Științe biomedicale la Facultatea de Biologie și Medicină a UNIL, au descoperit un mecanism metabolic prin care CSN adulte pot ieși din starea lor latentă și pot deveni active.

„Am descoperit că mitocondriile, organitele producătoare de energie din cadrul celulelor, sunt implicate în reglarea nivelului de activare a CSN adulte”, explică Francesco Petrelli, cercetător la UNIL și prim autor al studiului.

Transportatorul mitocondrial de piruvat (MPC), un complex proteic descoperit în urmă cu unsprezece ani în grupul profesorului Martinou, joacă un rol deosebit în această reglare.

Activitatea sa influențează opțiunile metabolice pe care o celulă le poate utiliza. Cunoscând căile metabolice care disting celulele active de cele inactive, oamenii de știință pot trezi celulele inactive prin modificarea metabolismului lor mitocondrial.

Noi perspective

Biologii au blocat activitatea MPC prin utilizarea de inhibitori chimici sau prin generarea de șoareci mutanți pentru gena Mpc1.

Folosind aceste abordări farmacologice și genetice, oamenii de știință au reușit să activeze CSN latente și să genereze astfel neuroni noi în creierul șoarecilor adulți și chiar bătrâni. 

„Prin această cercetare, demonstrăm că redirecționarea căilor metabolice poate influența direct starea de activitate a CSN adulte și, în consecință, numărul de neuroni noi generați”, rezumă profesorul Knobloch.

Aceste rezultate aruncă o nouă lumină asupra rolului metabolismului celular în reglarea neurogenezei. Pe termen lung, constatările ar putea duce la potențiale tratamente pentru afecțiuni precum depresia sau bolile neurodegenerative, concluzionează autorii.