Forskere har udviklet genetiske værktøjer, der kan skelne mellem to grupper af astrocytter og undersøge deres opgaver i levende musehjerner. Et nyt Nature-studie offentliggjort den 21. oktober viser, at celler med overfladeproteinet CD51 har særlige roller i dannelsen og ombygningen af forbindelser mellem nerveceller.

Arbejdet fra Baylor College of Medicine flytter dermed et spørgsmål om cellernes udseende og molekyler over i konkrete funktionstest: Gør de forskellige grupper faktisk noget forskelligt, når de indgår i hjernens kredsløb?

Et protein gør grupperne tilgængelige

I Baylors omtale beskriver forskerne, hvordan CD51 findes på nogle astrocytter, men ikke på andre. Med en ny muselinje og tilhørende laboratorieværktøjer kunne de mærke og påvirke grupperne hver for sig. Det gjorde en direkte sammenligning mulig i både hjernebarken og hippocampus.

Hjernebarken er hjernens ydre lag. Hippocampus spiller en vigtig rolle i hukommelse. Forskerne undersøgte cellerne under udvikling, i voksne dyr og efter skade, så sammenligningen omfattede flere forskellige situationer.

Baylors meddelelse fremhæver, at grupperne adskiller sig i form, aktivitet og udvikling. I den udviklende hjernebark bidrog CD51-positive astrocytter til at danne synapser, de kontaktsteder hvor nerveceller kommunikerer. Proteinet glypican 6 indgik i denne virkning.

I en model for slagtilfælde hos mus fandt forskerne desuden, at aktivering af den CD51-positive gruppe hjalp funktionel genopretning gennem ombygning af forbindelser. Det er et forsøgsresultat i dyr, ikke dokumentation for en behandling af patienter.

Antallet af aktiverede celler betyder noget

Originalartiklen viser en vigtig nuance i hukommelsesforsøgene. Da forskerne aktiverede de to grupper uden at udligne deres størrelse, kunne begge forbedre de undersøgte mål. Den CD51-negative gruppe udgjorde imidlertid langt flere astrocytter i hippocampus.

Da forskerne begrænsede aktiveringen, så omtrent lige store andele blev sammenlignet, gav CD51-positive celler en virkning, som den tilsvarende mængde CD51-negative celler ikke gjorde. Resultatet peger derfor på større effektivitet i den undersøgte sammenhæng. Det viser ikke, at CD51-negative celler generelt er ude af stand til at påvirke hukommelse.

Den forskel er værd at holde fast i. Hvis én gruppe er langt større end en anden, kan et samlet resultat skjule en forskel mellem de enkelte cellers bidrag. Omvendt kan en lille gruppes stærke virkning ikke bruges til at erklære resten af cellerne overflødige.

En del af et længere forskningsspor

Deneen-laboratoriets egen beskrivelse placerer arbejdet i en bredere undersøgelse af gliaceller, som astrocytter tilhører. Gruppen arbejder både med, hvordan cellerne udvikles, og med deres forskellige funktioner i den voksne hjerne.

Laboratoriet kombinerer udviklingsbiologi, fysiologi og undersøgelser af gener for at forstå cellerne. Det beskriver også, hvordan viden fra disse områder bruges til at undersøge neurologisk sygdom, blandt andet hjernetumorer og skader på hjernens hvide substans.

Dagens studie skal derfor læses som et nyt redskab og et nyt sæt funktionelle resultater i et eksisterende forskningsområde. Det er ikke den første opdagelse af, at astrocytter er aktive medspillere i hjernen. Fremskridtet ligger i muligheden for at adskille bestemte undergrupper og undersøge dem mere præcist.

Fra forskel til mulig anvendelse

Hvis forskellige celler løser forskellige opgaver, bliver det relevant at spørge, hvilken gruppe en fremtidig indsats skal ramme. En påvirkning af alle astrocytter på én gang kan ikke uden videre forventes at give samme resultat som en påvirkning af en bestemt undergruppe.

Men at kunne styre celler i et specialudviklet forsøgsdyr er noget andet end at kunne gøre det sikkert i et menneske. Før en mulig anvendelse kan vurderes, skal forskere blandt andet undersøge, om den relevante opdeling og funktion også findes under menneskelige forhold.

Det skal ligeledes afklares, hvor længe en virkning varer, og hvilke andre funktioner der påvirkes samtidig. Flere forbindelser mellem nerveceller er ikke i sig selv et universelt mål for en bedre fungerende hjerne; forbindelsernes placering og samspil er også afgørende.

Studiets konkrete bidrag er dermed en mere præcis måde at undersøge arbejdsdelingen i hjernen på. Det gør det muligt at stille skarpere spørgsmål om, hvilke astrocytter der bidrager til udvikling, hukommelse og genopretning efter skade, uden at gøre museforsøgene til et løfte om en ny behandling.

Kilder og videre læsning

Har du fundet en fejl? Læs om rettelser.