Cum se produce mielina?
Mielina este învelișul lipidic protector care înfășoară un nerv. Aceasta funcționează ca un izolator, asemănător învelișului protector de pe un fir, accelerând transmiterea electrică a semnalelor de-a lungul unui neuron. Mielina joacă, de asemenea, un rol în menținerea sănătății neuronilor. Funcția mielinei este dereglementată în multe afecțiuni neurologice, inclusiv în scleroza multiplă.
Oligodendrocitele sunt celulele producătoare de mielină din sistemul nervos central. Învelișul de mielină din jurul unui neuron face parte din membrana plasmatică a oligodendrocitelor, iar un singur oligodendrocit poate mieliniza până la 50 de neuroni. În timpul mielinizării, un oligodendrocit întinde tuburi de membrană în căutarea unui neuron. Când găsește unul, trimite materialele de construcție necesare în tuburi și, acționând în continuare de la distanță, asamblează un strat de mielină în jurul neuronului: compoziția, numărul de înfășurări și acoperirea totală contează. Un neuron mielinizat care își pierde învelișul nu poate transmite corect semnalele electrice, ceea ce duce la pierderea controlului muscular și la alte probleme neurologice.
Învelișul de mielină este alcătuit în cea mai mare parte din lipide, inclusiv sfingolipide, care sunt esențiale pentru structura și funcția mielinei. Enzima serină palimitoiltransferază, sau SPT, produce coloana vertebrală a tuturor sfingolipidelor, iar proteina ORMDL, legată de membrană, monitorizează nivelurile de sfingolipide și reglează activitatea SPT. Activitatea ORMDL trebuie să fie precisă: O producție prea mică de sfingolipide împiedică mielinizarea, iar o producție prea mare poate fi toxică.
Binks Wattenberg, profesor de biochimie și biologie moleculară la Virginia Commonwealth University, studiază biogeneza membranară și acum se concentrează pe biogeneza lipidelor. „Sunt foarte curios să aflu cum știe celula când să producă sfingolipide și când să se oprească”, a spus Wattenberg. „Cred că ORMDL ar putea fi cheia pentru a răspunde la această întrebare”.
Vecina de laborator de alături a lui Wattenberg, Carmen Sato-Bigbee, profesor în același departament, studiază mielinizarea, cu accent pe oligodendrocite. Cele două și-au unit forțele pentru a studia rolul biosintezei sfingolipidelor în mielinizarea în creierul în curs de dezvoltare. Ei raportează rezultatele lor recente în Journal of Lipid Research.
Pentru a descoperi dinamica conținutului și sintezei sfingolipidelor în timpul mielinizării, echipa lui Wattenberg și Sato-Bigbee a lucrat cu creiere de șobolani nou-născuți, deoarece vârful mielinizării are loc imediat după naștere. Doar una din cinci celule din creier este un oligodendrocit, așa că echipa a izolat aceste celule producătoare de mielină pentru experimentele lor.
Cercetătorii au descoperit că o mare parte din sfingolipidele prezente în oligodendrocite în timpul mielinizării au o coloană vertebrală atipic de lungă – un lanț cu 18 atomi de carbon în loc de un lanț cu 16 atomi de carbon. „Coloana vertebrală a lanțului cu 18 atomi de carbon indică o schimbare în compoziția lipidelor în timpul mielinizării, ceea ce ar putea explica proprietățile izolatoare ale mielinei”, a declarat Wattenberg. „În lucrările viitoare, dorim să analizăm rolul fiecărui tip de sfingolipid în mielinizare.”
Studiul a constatat, de asemenea, că activitatea SPT crește în primele câteva zile de mielinizare și apoi începe să scadă. Activitatea ORMDL nu este măsurabilă, dar echipa a dedus că expresia izoformei ORMDL variază în timp. Aceste constatări deschid calea pentru experimente viitoare.
„Controlul biosintezei sfingolipidelor este esențial pentru mielinizare, iar înțelegerea modului în care funcționează acest proces ne va permite să îl modificăm în tratamentele viitoare”, a declarat Wattenberg. „Țelul nostru de nebunie este să înțelegem biosinteza sfingolipidelor atât de bine încât să putem reprograma oligodendrocitele și să inversăm demielinizarea în bolile degenerative de mielinizare, precum SM”.