Cerebrospinalna tečnost (CSF), tečnost koja se nalazi u i oko mozga i kičmene moždine ima veću ulogu u razvoju mozga, nego što se do sada mislilo, tvrde istraživači.
Studija baca novo svetlo na to kako signali iz CSF pomažu neurološki razvoj. Takođe, identifikovan je i CSF protein čiji je nivo povišen kod bolesnika sa dijagnozom glioblastoma, čestog malignog tumora na mozgu, što sugeriše moguću vezu između CSF signalizacije i rasta tumora na mozgu.
Vođa ovog istraživanja, Kristofer Volš, šef odeljenja za genetiku u Dečjoj bolnici u Bostonu, i njegove kolege postali su svesni uloge cerebrospinalne tečnosti dok su ispitivali kako matične ćelije u mozgu uspostavljju polaritet – različite regije unutar ćelije. Sve matične ćelije u mozgu sadrže grupe proteina, poznate kao kompleksni apikalni proteini, koje rade zajedno kako bi uspostavili polaritet. Oni takođe igraju ulogu u “naređivanju” matičnim ćelijama da li da nastave sa deljenjem ili da postanu neuroni.
Istraživači su primetili da su se ovi apikalni proteini širili na delove matičnih ćelija koje su u kontaktu sa CSF, i da su matične ćelije slale procese koji se zovu cilija, direktno u CSF. Postavlja se pitanje kako?
Otkrili su i da su dva proteina u apikalnom kompleksu, Pals1 i Pten, koji su bili u interakciji sa Igf1 receptorima u matičnim ćelijama, preselili receptore na granicu između matičnih ćelija i CSF. To je omogućilo receptorima da budu stimulisani od strane CSF proteina Igf1. Kada su Pals1 ili Pten bili prekinuti, sposobnost ćelija da primi signale od CSF je bio oslabljen i rast matičnih ćelija je bio promenjen.
Jedan od prvih autora studije, Marija Lehtinen objasnila je da kada su izbrisali Pals1 kod miševa, poremetili su normalan sklop apikalnog kompleksa, što je dovelo do gubitka polariteta u matičnim ćelijama. Ovaj poremećaj polariteta oslabio je sposobnost matičnih ćelija da se dele na odgovarajući način.
To je pak ograničilo razvoj mozga.
Naučnici su otkrili i da Pten ima suprotan učinak: njegov poremećaj uzrokuje stvaranje previše matičnih ćelija, efekat ranije povezivan sa formiranjem tumora.
Kada su ukrstili mutant Pals1 deficijentnih miševa sa Pten-om deficijentnih miševa, bili su u mogućnosti da reaktiviraju rast matičnih ćelija u mozgu veštački. “Videli smo gotovo kompletnu obnovu veličine mozga”, izjavila je Marija Lehtinen.
Tim se potom fokusirao na CSF, pokazujući da je koncentracija Igf2 u cerebrospinalnoj tečnosti reguliše stopu proliferacije matičnih ćelija. Štaviše, otkrili su da se koncentracije Igf2 i stotine drugih CSF proteina vremenom menja. Najveća koncentracija Igf2 nastaje u vreme najvećeg razvoja moždane opne.
Istraživači su istražili ove dinamičke fluktuacije kod mladih mozgova koji su plutali u starim CSF i starih mozgova u mladoj cerebrospinalnoj tečnosti.
Vođa istraživanja je saopštio da su otkrili da su se matične ćelije ponašale u zavisnosti od toga u kojoj CSF tečnosti su bile. Na taj način je potvrđeno da CSF “govori” matičnim ćelijama ili da se dele u velikim količinama ukoliko su u embrionalnom mozgu ili ako su u odraslom mozgu da se “odmaraju” i da će im biti “dato do znanja” ukoliko zatrebaju.
Bolje razumevanje signalnog puta Igf2 dovodi do boljeg razumevanja nekih tumora mozga, uključujući glioblastom. Osim toga vođa istraživanja dodaje da je moguće da previše Igf1 u CSF postavlja okruženje koje unapređuje formiranje tumora, dodajući genetske promene u samim matičnim ćelijama tumora mozga.
U principu, CSF je dostupan u svrhe lečenja, tako da potencijalno može biti promenjen kako bi sprečiti razvoj tumora mozga. Međutim, ova studija nije istražila direktnu kliničku aplikaciju.
Naučnici se ipak nadaju da će uskoro moći bolje da razumeju kako kontrolisati mozak matičnim ćelijama kako bi se mogle koristiti za eksperimentalnu, ali i terapijsku primenu.
Ova studija objavljena je u martu 2011. godine u časopisu Neuron.
