Das Gehirn besteht aus zwei großen Familien von Zellen: Neuronen und Gliazellen. Zumindest bis jetzt, denn eine Gruppe von Wissenschaftlern hat einen neuen Typus entdeckt, der „immense Perspektiven für die Erforschung“ von Krankheiten wie Alzheimer und Parkinson eröffnet.
Die Details des neuen Zelltyps werden in einer von Forschern der Universität Lausanne (Schweiz) koordinierten Studie in Nature veröffentlicht.
Seit es die Neurowissenschaften gibt, weiß man, dass das Gehirn vor allem dank der Neuronen und ihrer Fähigkeit, Informationen schnell zu verarbeiten und über ihre Netzwerke zu übertragen, funktioniert. Um sie bei dieser Aufgabe zu unterstützen, übernehmen Gliazellen eine Reihe von strukturellen, energetischen und immunologischen Funktionen sowie die Stabilisierung physiologischer Konstanten.
Bei der neuen Entdeckung, die sie „glutamaterge Astrozyten“ genannt haben, handelt es sich um eine Hybridzelle, die auf halbem Weg zwischen Neuronen und Gliazellen liegt. Einige der Gliazellen, die als Astrozyten bekannt sind, umgeben die Synapsen, die Kontaktstellen, an denen Neurotransmitter zur Informationsübertragung zwischen Neuronen freigesetzt werden.
Aus diesem Grund vermuten Neurowissenschaftler seit langem, dass Astrozyten eine aktive Rolle bei der synaptischen Übertragung spielen und an der Informationsverarbeitung beteiligt sind, doch haben Studien zu widersprüchlichen Ergebnissen geführt.
Durch die Identifizierung eines neuen Zelltyps, der die Eigenschaften eines Astrozyten aufweist und die für die synaptische Übertragung notwendige molekulare Maschinerie exprimiert, hat das Team eine jahrelange Kontroverse beendet, so die Universität Lausanne (UNIL) in einer Mitteilung.
Die Auswirkungen dieser Entdeckung erstrecken sich auch auf Gehirnkrankheiten. Durch die gezielte Veränderung der glutamatergen Astrozyten konnte das Team Auswirkungen auf die Konsolidierung des Gedächtnisses nachweisen, aber auch Zusammenhänge mit Krankheiten wie Epilepsie beobachten, deren Anfälle sich verschlimmerten.
Die Studie zeigt, dass dieser neue Zelltyp auch eine Rolle bei der Regulierung von Gehirnkreisläufen spielt, die an der Bewegungskontrolle beteiligt sind, und könnte therapeutische Ziele für die Parkinson-Krankheit bieten. Diese Entdeckung „eröffnet immense Forschungsperspektiven“, so Andrea Volterra von der UNIL und Hauptautor der Studie.
Zukünftige Studien „werden die mögliche schützende Rolle dieses Zelltyps gegen Gedächtnisstörungen bei der Alzheimer-Krankheit sowie seine Funktion in anderen Regionen und Pathologien als den hier untersuchten untersuchen“, fügte sie hinzu.
In ihrer Studie versuchte das Team herauszufinden, ob diese Hybridzellen funktionell sind, d.h. ob sie tatsächlich Glutamat in einer Geschwindigkeit freisetzen können, die mit der synaptischen Übertragung vergleichbar ist, und zwar mit Hilfe eines bildgebenden Verfahrens, das die Freisetzung von Glutamat aus Vesikeln in Hirngewebe und lebenden Mäusen ermöglicht. „Wir haben eine Untergruppe von Astrozyten identifiziert, die auf selektive Reize mit einer schnellen Glutamatfreisetzung reagieren, die in räumlich abgegrenzten Bereichen dieser Zellen auftritt, die an Synapsen erinnern“, so Volterra.
Außerdem haben sie gezeigt, dass es sich um Zellen handelt, die die neuronale Aktivität modulieren und die Kommunikation und Erregung der Neuronen steuern“, so Roberta de Ceglia, Erstautorin der Studie und leitende Wissenschaftlerin an der UNIL. Und ohne diese funktionelle Maschinerie zeigt die Studie, dass die Langzeitpotenzierung, ein neuronaler Prozess, der an Gedächtnismechanismen beteiligt ist, verändert ist und dass das Gedächtnis der Mäuse beeinträchtigt ist.
Quelle: Agenturen
