Ονομάζονται zombosomes (σωμάτιο ζόμπι) και, παρά το όνομά τους που παραπέμπει σε επιστημονική φαντασία, είναι απόλυτα πραγματικές, και μέχρι τώρα άγνωστες, οντότητες που «αλωνίζουν» μέσα στον εγκέφαλο. Μάλιστα, αυτά τα μικροσκοπικά σωμάτια μπορεί να είναι ένας σιωπηλός «ένοχος» για τη διάδοση της νόσου Πάρκινσον και πιθανώς και άλλων νευροεκφυλιστικών ασθενειών.
Τα zombosomes περιγράφηκαν για πρώτη φορά, και μάλιστα πρόσφατα, από την ομάδα της Anna Erlandsson στο Πανεπιστήμιο της Ουψάλα, στη Σουηδία, ως μικρά, σφαιρικά θραύσματα που αποσπώνται από τα αστροκύτταρα, τα πολυάριθμα, ευέλικτα κύτταρα που λειτουργούν ως «ενορχηστρωτές» του εγκεφάλου, συνδέοντας νευρώνες, αγγεία και άλλα εγκεφαλικά κύτταρα.
Όμως η πραγματική τους δύναμη κρύβεται σε κάτι παράδοξο: δεν έχουν πυρήνα, άρα δεν θεωρούνται “ζωντανά” με την κλασική έννοια, και, παρόλα αυτά, κινούνται σαν να έχουν δική τους βούληση, προσκολλώνται, μεταφέρουν φορτίο (όπως μιτοχόνδρια, λυσοσώματα και στοιχεία του ενδοπλασματικού δικτύου) και αλληλεπιδρούν με άλλα κύτταρα σαν μικρά, ανεξάρτητα «κυτταρικά φαντάσματα».
«Στη ουσία πρόκειται για ένα νέο είδος εξωκυτταρικών κυστιδίων. Η ονομασία τους οφείλεται στο γεγονός ότι, αν και δεν είναι πλήρη κύτταρα καθώς στερούνται πυρήνα, εμφανίζουν λειτουργική δραστηριότητα σαν να βρίσκονται σε μια ενδιάμεση κατάσταση μεταξύ ζωής και αδράνειας», σχολιάζει στο Dnews o Καθηγητής Μοριακής Βιολογίας Συστημάτων στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστήμιου Κρήτης και Διευθυντής Ερευνών στο Ινστιτούτο Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας (ΙΜΒΒ) του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ), όπου ηγείται του Εργαστηρίου Νευρογενετικής και Γήρανσης Νεκτάριος Ταβερναράκης.
Ανησυχία και ταυτόχρονα μεγάλο επιστημονικό ενδιαφέρον
Ο «κινητήριος άξονας» της παράξενης συμπεριφοράς των zombosomes είναι η βιμεντίνη, ένα κυτταροσκελετικό πρωτεϊνικό πλέγμα που σε αυτά τα σωμάτια εμφανίζεται υπερσυμπυκνωμένο, σχηματίζοντας έναν πυκνό, ινώδη πυρήνα. Η βιμεντίνη λειτουργεί σαν ένας εσωσκελετός αλλά και σαν ένας μηχανισμός κίνησης, επιτρέποντας στα zombosomes να κινούνται στοχευμένα, σαν να ξέρουν πού πηγαίνουν, κάτι που τα διαφοροποιεί ριζικά από τα γνωστά εξωσώματα, τα οποία απλά “πλέουν” μέσα στο περιβάλλον τους.
Η ανησυχία και ταυτόχρονα το μεγάλο επιστημονικό ενδιαφέρον ξεκινά από το φορτίο που μπορούν αυτά τα σωμάτια ζόμπι να κουβαλήσουν.
«Τα zombosomes διαφέρουν από άλλα γνωστά εξωκυτταρικά σωματίδια, όπως τα εξωσώματα, τόσο ως προς το μέγεθος όσο και ως προς τη σύστασή τους. Σε αντίθεση με τα φυσιολογικά κυστίδια που μεταφέρουν θρεπτικά συστατικά ή σήματα επικοινωνίας, τα zombosomes είναι φορτωμένα με τοξικές πρωτεΐνες και με φλεγμονώδεις παράγοντες. Προέρχονται από αστροκύτταρα, τα υποστηρικτικά κύτταρα του νευρικού συστήματος, που έχουν εισέλθει σε κατάσταση γήρανσης ή δυσλειτουργίας, τα οποία αντί να πεθάνουν και να απομακρυνθούν, παραμένουν μεταβολικά ενεργά, εκκρίνοντας αυτά τα σωμάτια ζόμπι στο περιβάλλον του νευρικού συστήματος», εξηγεί ο καθηγητής Ταβερναράκης.
Όπως προσθέτει, τα zombosomes λόγω έλλειψης πυρήνα δεν μπορούν να αναπαραχθούν, αλλά μπορούν να προκαλέσουν εκτεταμένη ζημιά στους γειτονικούς υγιείς νευρώνες:
«Μόλις απελευθερωθούν, προσκολλώνται στις συνάψεις, στα σημεία επικοινωνίας μεταξύ των νευρώνων και διαταράσσουν τη μεταφορά των σημάτων. Επιπλέον, προκαλούν ένα φαινόμενο μετάδοσης της γήρανσης, ωθώντας και άλλα υγιή κύτταρα να υιοθετήσουν μια παρόμοια τοξική συμπεριφορά. Υπάρχουν υποψίες ότι εμπλέκονται σε νευροεκφυλιστικά νοσήματα, όπως η νόσος Αλτσχάιμερ ή η νόσος Πάρκινσον, καθώς και σε καταστάσεις χρόνιας νευροφλεγμονής».
Πιθανός ύποπτος για τη νόσο Πάρκινσον
Οι ερευνητές αναφέρουν στη νέα μελέτη πως στην Πάρκινσον, η α-συνουκλεΐνη, μια πρωτεΐνη που είναι ο βασικός μοριακός ύποπτος για τη νόσο και η οποία υπό φυσιολογικές συνθήκες συμμετέχει στη λειτουργία των συνάψεων, αρχίζει να διπλώνει λανθασμένα και να σχηματίζει τοξικά συσσωματώματα. Τα αστροκύτταρα «καταπίνουν» την πρωτεΐνη μεν, αλλά δεν καταφέρνουν να την αποικοδομήσουν πλήρως.
Οι ερευνητές έδειξαν ότι τα zombosomes μπορούν να «φιλοξενήσουν» παθολογικά συσσωματώματα της πρωτεΐνης α-συνουκλεΐνης, και μάλιστα, ένα μέρος αυτών των παθολογικών συσσωματωμάτων που συσκευάζεται μέσα στα zombosomes να «αποσταλεί» σε γειτονικά κύτταρα. Έτσι, η παθολογία μεταφέρεται από κύτταρο σε κύτταρο μέσα στον εγκεφαλικό ιστό.
Ακόμη πιο ανησυχητικό είναι ότι τα zombosomes φαίνεται να είναι εξαιρετικά αποτελεσματικά στη διάδοση της νόσου. Παρότι μεταφέρουν μικρότερη ποσότητα α-συνουκλεΐνης συγκριτικά με ολόκληρα κύτταρα, προκαλούν δυσανάλογα ισχυρή παθολογική απόκριση. Λειτουργούν σαν μικρά, ευέλικτα πακέτα υψηλής επικινδυνότητας που διεισδύουν βαθιά στον εγκεφαλικό ιστό και «σπέρνουν» την παθολογία σε περιοχές που διαφορετικά θα ήταν δύσκολο να προσβληθούν.
Κατά κάποιο τρόπο τα zombosomes λειτουργούν σαν “δούρειοι ίπποι”. Μεταφέρουν την παθολογική α-συνουκλεΐνη σε αστροκύτταρα, σε νευρώνες και ακόμη και σε τρισδιάστατα εγκεφαλικά οργανοειδή στο εργαστήριο, πυροδοτώντας νέα παθολογικά γεγονότα και ενισχύοντας τη συσσώρευση της πρωτεΐνης, που είναι ένα από τα χαρακτηριστικά “αποτυπώματα” της Πάρκινσον.
Το πιο σοκαριστικό είναι ότι παρόμοια σωμάτια που φέρουν παθολογικά τροποποιημένη α-συνουκλεΐνη εντοπίστηκαν και σε ανθρώπινους εγκεφάλους, τόσο σε ασθενείς με Πάρκινσον όσο και σε υγιείς. Αυτό δείχνει ότι δεν πρόκειται για μια ανωμαλία, αλλά για φυσιολογικό μηχανισμό επικοινωνίας των αστροκυττάρων, που όμως μπορεί να “χαλάσει” όταν ο εγκέφαλος χάνει την ισορροπία του. Το πρόβλημα δεν είναι τόσο η παρουσία των zombosomes, αλλά ότι μπορούν να μετατραπούν σε «κούριερ» τοξικού φορτίου.
Ένα ακόμη κομμάτι στο παζλ του νευροεκφυλισμού
Η ανακάλυψη των zombosomes προσθέτει ένα ακόμη κομμάτι στο παζλ του νευροεκφυλισμού και αλλάζει τον τρόπο που αντιλαμβανόμαστε τη διάδοση των νευροεκφυλιστικών νόσων, όχι ως παθητική εξάπλωση τοξικών πρωτεϊνών, αλλά ως ενεργή, οργανωμένη διαδικασία, που χρησιμοποιεί τους ίδιους μηχανισμούς επικοινωνίας που στηρίζουν τη φυσιολογική λειτουργία του εγκεφάλου.
Η μελέτη για τα σωμάτια ζόμπι δίνει νέες και ενδιαφέρουσες πληροφορίες, όμως έχει και περιορισμούς. Μέχρι στιγμής, τα περισσότερα δεδομένα προέρχονται από πειράματα σε καλλιεργημένα κύτταρα και σε τεχνητά «μινι» εγκεφαλικά μοντέλα στο εργαστήριο. Για να γίνει πιο κατανοητός ο ρόλος τους χρειάζονται επιπλέον πειράματα σε ζωντανούς οργανισμούς.
Το γεγονός ότι εντοπίστηκαν δομές που μοιάζουν με σωμάτια ζόμπι σε δείγματα ανθρώπινου εγκεφάλου είναι μια σημαντική πρώτη ένδειξη ότι υπάρχουν πραγματικά. Ωστόσο, επειδή αυτά κινούνται, η πλήρης επιβεβαίωση των ιδιοτήτων τους απαιτεί ζωντανή απεικόνιση μέσα στον εγκέφαλο, πράγμα δύσκολο, γιατί ο εγκέφαλος έχει ένα πολύ πυκνό και πολύπλοκο περιβάλλον.
Παράλληλα, είναι απαραίτητες μελέτες σε ζώα με μοντέλα νόσου Πάρκινσον, ώστε να φανεί αν και πώς τα σωμάτια ζόμπι συμβάλλουν πραγματικά στην εξάπλωση της νόσου μέσα στον εγκέφαλο. Τέλος, αν οι επιστήμονες καταφέρουν να εντοπίσουν βιοδείκτες που να τα ξεχωρίζουν από άλλες δομές, αυτό θα διευκολύνει σημαντικά τη μελλοντική έρευνα και θα βοηθήσει στην καλύτερη κατανόηση αυτού του νέου και ιδιαίτερου τρόπου κυτταρικής επικοινωνίας.
«Αν επιβεβαιωθεί ότι τα zombosomes μεταφέρουν συγκεκριμένα παθολογικά μόρια, θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως βιοδείκτες για την έγκαιρη διάγνωση ή την παρακολούθηση της εξέλιξης αυτών των νευροεκφυλιστικών ασθενειών. Παράλληλα, η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο παράγονται και δρουν αυτά τα σωμάτια ανοίγει τον δρόμο για νέες θεραπευτικές προσεγγίσεις. Αν καταφέρουμε να σταματήσουμε την παραγωγή τους ή να τα εξουδετερώσουμε προτού φτάσουν στους νευρώνες, ίσως μπορέσουμε να φρενάρουμε την εξέλιξη ανίατων μέχρι σήμερα ασθενειών. Όμως, η έρευνα βρίσκεται ακόμα σε πολύ αρχικό στάδιο», καταλήγει ο Καθηγητής Ταβερναράκης.
