Kovo pabaigoje prestižiniame žurnale „Nature Communications“ publikuotas straipsnis „Microglia remodel synapses by presynaptic trogocytosis and spine head filopodia induction“. Tarp jo bendraautorių – dvi Vilniaus universiteto Gyvybės mokslų centro (VU GMC) Biomokslų instituto mokslininkės dr. Urtė Neniškytė ir Augustė Vadišiūtė.
Tarptautinė tyrėjų komanda, kurios daugumą sudarė Europos molekulinės biologijos laboratorijos (EMBL) mokslininkai, pirmą kartą užfiksavo, kad mikroglijos ląstelės smegenyse „apkramto“ sinapses – jungtis tarp dviejų neuronų, kuriomis perduodami signalai. Tyrimo rezultatai atskleidžia, kad specialios glijos ląstelės padeda sinapsėms augti ir persigrupuoti, taip parodydamos esminį mikroglijos ląstelių vaidmenį smegenų vystymosi procese.
VU GMC tyrėjos vertino mikroglijos ląstelių aktyvumą skirtingose postnatalinio pelių hipokampo vystymosi stadijose. Gauti duomenys rodo, kad antroji postnatalinio vystymosi savaitė yra fagocitiškai aktyvios mikroglijos laikotarpis, todėl šis periodas gali būti tinkamiausias ieškant įrodymų, kad mikroglijos ląstelės svarbios sinapsių pašalinimui.
Dr. U. Neniškytė sako, kad viena iš dešimties mūsų smegenų ląstelių yra mikroglijos. Ji veikia kaip pirmasis ir pagrindinis kontaktas aktyviai centrinės nervų sistemos imuninei gynybai. Ši ląstelė taip pat lemia sveiką smegenų vystymąsi.
Straipsnio autoriai parodė, kad mikroglijos ląstelės „apkramto“ sinapses. Iki tol šis procesas nebuvo pastebėtas, nors apie tai neuromokslininkai svajojo jau seniai.
„Mūsų rezultatai rodo, kad mikroglijos ląstelės „apkramto“ sinapses tam, kad jas sustiprintų, o ne susilpnintų“, – paaiškina tyrimui vadovavęs dr. Cornelius Grossas iš EMBL. Šis procesas buvo stebimas pelių smegenyse jas vaizdinant.
Mokslininkų komanda aptiko, kad beveik pusę laiko, kol mikroglijos ląstelės kontaktuoja su sinapse, pastarosios galvutė sudaro filopodijas. Mikroglijos ląstelė kontaktuoja su ne viena sinapse: vienu atveju buvo stebima, kaip viena mikroglija lietė net penkiolikos sinapsių filopodijų. Filopodija vadinamos plonos baltymu aktinu praturtintos plazminės membranos galūnės, kurios funkcionuoja kaip antena, padedanti ląstelėms zonduoti jų aplinką. Filopodija svarbi ląstelių migracijai, neuritų ataugimui, žaizdoms gydyti ir tarnauja kaip prekursorius neuronų dendrituose.
Mokslininkai, norėdami pamatyti, kaip mikroglijos pašalina sinapses, suprato, kad jos dažniausiai sužadina pastarųjų augimą. Tokiu būdu mikroglija gali padėti susidaryti dviguboms sinapsėms, kai neurono išskirti neuronešikliai aktyvuoja du kontaktuojamus partnerius vietoj vieno. Šis procesas gali padidinti neuronų jungčių efektyvumą. Tad mikroglijos aktyvumas skatina struktūrinį smegenų plastiškumą, taip pat sinapsių persigrupavimą, kuris atsakingas už mūsų mokymąsi ir atmintį.
Tai buvo pirmasis bandymas smegenyse vaizdinti sinapsių genėjimą, o šis straipsnis vainikuoja mokslininkų penkerių metų darbą. Komanda išbandė tris skirtingas pažangiausias vaizdinimo sistemas. Derinant koreliacinę šviesos ir elektronų mikroskopiją (angl. correlative light and electron microscopy) su šviesos plokštumų mikroskopija (angl. light sheet fluorescence microscopy) pirmą kartą pavyko nufilmuoti sinapses, „apkramtomas“ mikroglijos ląstelių.
L. Weinhard iliustracijoje pavaizduota, kad mikroglijos ląstelė kontaktuoja su ne viena sinapse: mokslininkai stebėjo atvejį, kaip viena mikroglija liečia net penkiolikos sinapsių filopodijų