Semnalele de calciu în microglie contribuie la anxietate și comportamente compulsive
Cercetătorii au descoperit anterior o populație de celule imune în creier care pot acționa ca acceleratori și frâne pentru anxietate la șoareci.
O nouă cercetare din laboratorul lui Mario Capecchi, profesor de genetică umană la University of Utah Health și laureat al Premiului Nobel în Fiziologie sau Medicină în 2007, a identificat calciul ca un semnal chimic esențial care activează aceste celule imune în timpul comportamentelor legate de obsesii și anxietate la șoarecii sănătoși, precum și într-un model de șoarece pentru tulburări de spectru obsesiv-compulsiv (OCSD) și anxietate cronică. Această descoperire stabilește un nou cadru pentru a studia modul în care apare și persistă anxietatea prin semnalele de calciu în microglie.
Rezultatele sunt publicate în Molecular Psychiatry.
„Microglia nu sunt doar celule imune pasive, ci controlează activ comportamentele legate de anxietate, grooming și obsesiv-compulsive prin semnale moleculare specifice, cum ar fi calciul”, explică Naveen Nagarajan, care a realizat această cercetare în timpul activității sale postdoctorale în laboratorul lui Capecchi. „Acest lucru face ca microglia să fie o țintă cheie pentru a înțelege și a trata tulburările neuropsihiatrice.”
Un grup specific de microglia, denumit microglia Hoxb8, pare că poate declanșa comportamente de anxietate legate de grooming în șoareci. Atunci când cercetătorii au utilizat instrumente genetice combinate cu stimulare celulară precisă bazată pe lumină pentru a activa temporar microglia Hoxb8 într-un șoarece sănătos, aceștia au început să prezinte comportamente de grooming și anxietate. Însă, până acum, oamenii de știință nu știau ce se întâmpla în interiorul celulelor microglia Hoxb8 care declanșau aceste schimbări. Cercetătorii au descoperit că semnalizarea calciului în microglia este crucială.
O concentrație ridicată de calciu în microglia acționează ca un semnal molecular critic care induce comportamente de grooming obsesiv și anxietate. Ioni de calciu permit celulelor microglia să encodeze și să transmită instrucțiuni care formează rezultatul comportamental. Atunci când șoarecii normali efectuau grooming, înghețau în loc sau adoptau alte comportamente asemănătoare anxietății, nivelurile de calciu creșteau în microglia Hoxb8. Când comportamentele se opreau, calciul revenea la niveluri normale. La șoarecii cu anxietate cronică și OCSD, calciul era întotdeauna ridicat în microglia mutantă Hoxb8.
Pentru a înțelege ce se întâmpla în microglia în timpul comportamentelor de anxietate și grooming, echipa de cercetare a folosit o combinație de instrumente genetice și un microscop miniaturizat de dimensiunea unei unghii. Semnalizarea calciului a determinat microglia inginerizate genetic să se ilumineze în verde, iar microscopul miniatural a observat cum nivelurile de calciu se schimbau în interiorul celulelor microglia individuale pentru prima dată în creierul șoarecilor care se comportau liber.
Dacă medicamentele ar putea fi direcționate pentru a reduce semnalizarea calciului hiperactivă în microglia Hoxb8, acest lucru ar putea oferi o nouă direcție pentru tratarea tulburărilor de anxietate și a OCSD. „În cele din urmă, această cunoaștere sprijină dezvoltarea unor terapii țintite și potențial preventive, care lipsesc încă în mediile clinice”, afirmă Nagarajan.
Cercetătorii susțin că implicațiile descoperirii lor sunt de amploare. Tulburările de anxietate și OCSD afectează sute de milioane de oameni la nivel mondial și, adesea, apar împreună cu tulburările de spectru autist. Tratamentul actual, care tinde să modifice pe scară largă substanțele chimice legate de neuroni, nu funcționează pentru toată lumea.
Prin identificarea calciului în microglia ca un mecanism central de reglementare a anxietății, această cercetare deschide ușa pentru o nouă clasă de terapii care vizează celulele imune ale creierului și modulează precis căile de semnalizare a calciului. Astfel de abordări ar putea avea potențialul de a oferi tratamente mai eficiente, țintite și durabile.
De asemenea, cercetătorii subliniază că, dincolo de impactul clinic, această muncă reprezintă un punct de cotitură în înțelegerea creierului. Consistent cu rezultatele anterioare, cercetarea lor subliniază că comportamentele nu apar doar din neuroni, ci din interacțiunile dintre sistemele neuronale și imune. Aceștia adaugă că descoperirile lor unesc disciplinele, unind neuroștiința, imunoștiința și psihiatria într-o viziune mai integrată asupra minții umane.
„Această descoperire ne obligă să reconsiderăm arhitectura fundamentală a funcției cerebrale”, afirmă Nagarajan. „Ea descoperă un strat ascuns de control care guvernează direct stările comportamentale legate de OCSD și anxietate și oferă o nouă cale către înțelegerea și tratarea bolilor psihiatrice.”
