Cercetătorii au identificat un nou tip de structuri microscopice în creier, care ar putea explica modul în care se răspândesc substanţele toxice asociate bolii Alzheimer. Descoperirea deschide o perspectivă complet nouă asupra comunicării dintre celulele nervoase şi a proceselor implicate în degenerarea neuronală.
Studiul, realizat de o echipă internaţională şi publicat recent în revista Science, descrie o reţea de „nanotuburi dendritice” (dendritic nanotubes/DNT) care conectează proiecţiile ramificate ale neuronilor, numite dendrite. Aceste structuri par să funcţioneze ca punţi prin care materialele chimice şi ionii pot fi transportaţi între neuroni.
Spre deosebire de nanotuburile tunelare (tunneling nanotubes/TNT), cunoscute pentru rolul lor în transferul intercelular al materialelor, DNT-urile nu sunt deschise la capete, ci formează canale închise. Totuşi, ele permit trecerea unor molecule mici şi a ionilor de calciu, implicându-se astfel în schimburi intracerebrale fine, nedocumentate până acum.
Reţeaua de nanotuburi dendritice a fost identificată atât în ţesut cerebral de şoarece, cât şi în creierul uman, folosind microscopie de super-rezoluţie (dSRRF) şi microscopie electronică.
Analizele realizate cu ajutorul inteligenţei artificiale (AI) au confirmat că aceste structuri au o formă distinctă de cea a sinapselor, zonele clasice de comunicare între neuroni.
În culturile de neuroni, cercetătorii au observat că DNT-urile se formează în mod activ şi au o structură internă distinctă.
Pentru a evalua relevanţa lor în boala Alzheimer, echipa a testat dacă aceste nanotuburi pot transporta peptidele de beta-amiloid (βA), moleculele implicate în formarea plăcilor beta-amiloid caracteristice bolii. Atunci când amiloidul a fost introdus într-un neuron, DNT-urile au facilitat răspândirea lui către alte celule nervoase. Când cercetătorii au inhibat formarea nanotuburilor, răspândirea peptidelor a scăzut semnificativ, sugerând că DNT-urile pot contribui la extinderea proceselor patologice în creier.
Modelele computaţionale realizate ulterior au arătat că densitatea acestor nanotuburi creşte înainte de formarea plăcilor de amiloid la şoarecii-model de Alzheimer, ceea ce sugerează un rol în fazele timpurii ale bolii.
Conform autorilor, hiperactivarea reţelei de DNT-uri ar putea accelera acumularea toxică de amiloid în anumite regiuni neuronale, oferind astfel o posibilă verigă lipsă între schimbările microscopice din creier şi deteriorarea cognitivă progresivă.
Studiul adaugă o nouă dimensiune în înţelegerea bolii Alzheimer, indicând că procesele de comunicare neuronală sunt mai complexe decât se credea.
Descoperirea acestor nanotuburi dendritice ar putea deschide drumul spre noi direcţii de cercetare, inclusiv posibile ţinte terapeutice care să împiedice răspândirea proteinelor patologice în creier.
Secvenţă de imagini axiale care arată un filopod dendritic fără sinapsă - o prelungire subţire şi flexibilă a unei dendrite, implicată în explorarea şi stabilirea contactelor între neuroni - de-a lungul zonei sale de contact cu o altă dendrită, observat în creier uman prin microscopie electronică. Distanţa dintre planuri: 33 nm. Scara: 500 nm. Sursa: Science, 2025.
