Mikroglej reguluje wzrost neuronów w dorosłym mózgu poprzez wyłączenie sygnalizacji TGF-beta

Naukowcy z Wydziału Medycyny Uniwersytetu Cincinnati (UC) opublikowali w czasopiśmie Nature Communications ustalenia dotyczące mechanizmów kontrolujących powstawanie nowych neuronów w dorosłym mózgu, co ma znaczenie dla terapii związanych ze starzeniem się poznawczym i chorobami neurodegeneracyjnymi. Badanie precyzuje rolę mikrogleju, komórek odpornościowych mózgu, w regulacji neurogenezy dorosłych zachodzącej w hipokampie, strukturze kluczowej dla uczenia się i pamięci, gdzie neurogeneza dorosłych faktycznie zachodzi u ludzi, co potwierdzono w doniosłym odkryciu z 2025 roku opublikowanym w Science.

Zespół pod kierownictwem dr Yu (Agnes) Luo, profesor i wiceprzewodniczącej ds. badań w Katedrze Biologii Molekularnej i Komórkowej na UC, zidentyfikował stan mikrogleju jako czynnik krytyczny dla tej regeneracyjnej ścieżki. Kluczowe odkrycie wskazuje, że mikroglej aktywowany, ale pozbawiony sygnalizacji TGF-beta, stymuluje neurogenezę dorosłych poprzez proces określany jako „przekomarzanie się” mikrogleju z komórkami macierzystymi neuronów (microglia-neural stem cell crosstalk). Wcześniej zakładano, że stan zapalny wywołany przez aktywne mikrogleje jest generalnie szkodliwy dla neurogenezy, jednakże to badanie sugeruje bardziej złożony scenariusz, gdy odpowiedni przełącznik molekularny jest manipulowany.

W kontekście obecnej pracy, usunięcie sygnalizacji TGF-beta z mikrogleju doprowadziło do ich reaktywności, utraty cech charakterystycznych i nasilenia sygnałów zapalnych, co wbrew konwencjonalnym przewidywaniom zaowocowało wzrostem liczby nowych, niedojrzałych neuronów w hipokampie o ponad 66 procent w modelach mysich. Co istotne, nowo narodzone neurony śledzone przez 12 tygodni dojrzały i zintegrowały się z istniejącymi obwodami mózgowymi, co wskazuje na trwały efekt regeneracyjny. Wkład dr. Krishny Roskina, PhD, w analizę sekwencjonowania pojedynczych komórek RNA był kluczowy dla rozszyfrowania tego molekularnego przekomarzania się.

Długoterminowym celem jest wzmocnienie neurogenezy dorosłych w celu odmłodzenia mózgu u starzejących się populacji oraz podtrzymania funkcji poznawczych. Badanie to opiera się na wcześniejszych ustaleniach dotyczących roli TGF-beta w utrzymaniu homeostazy mikrogleju, gdzie komórki te produkują własny ligand TGF-β1 w mechanizmie autokrynnym, aby zapobiec neurozapaleniu. Obecnie zespół, współpracując z dr. Ziyuanem Guo, PhD, z Katedry Pediatrii UC, pracuje nad rozwojem organoidów ludzkiego mózgu zintegrowanych z mikroglejem do przyszłych testów, mających na celu przeniesienie tych ustaleń na grunt kliniczny. Odkrycie to dostarcza precyzyjnego celu dla interwencji terapeutycznych, mających na celu wzmocnienie naturalnych mechanizmów naprawczych mózgu.