Μια νέα ανακάλυψη έρχεται να αμφισβητήσει μια μακροχρόνια αντίληψη στην ιατρική κοινότητα σχετικά με το Σύνδρομο Down: την πεποίθηση ότι οι παρεμβάσεις για τη βελτίωση της εγκεφαλικής λειτουργίας πρέπει απαραίτητα να γίνονται πριν από τη γέννηση ή σε πολύ πρώιμα στάδια της ανάπτυξης. Ερευνητές από το Σύστημα Υγείας του Πανεπιστημίου της Βιρτζίνια (UVA Health) και το Ινστιτούτο Salk κατάφεραν να «επανακαλωδιώσουν» εγκεφαλικά κυκλώματα σε ενήλικα ποντίκια, αποκαθιστώντας απλώς ένα μόριο που έλειπε.
Η μελέτη, η οποία δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Cell Reports, ρίχνει φως στον ρόλο της πλειοτροπίνης (pleiotrophin), μιας πρωτεΐνης ζωτικής σημασίας για τη σωστή λειτουργία και ανάπτυξη του νευρικού συστήματος. Τα ευρήματα αυτά δεν προσφέρουν απλώς ελπίδα για μελλοντικές θεραπείες στο Σύνδρομο Down, αλλά ανοίγουν παράθυρο και για την αντιμετώπιση άλλων νευρολογικών παθήσεων, όπως η νόσος Αλτσχάιμερ.
Ο ρόλος-κλειδί της πλειοτροπίνης
Η επιστημονική ομάδα, με επικεφαλής τη Δρ. Nicola J. Allen από το Ινστιτούτο Salk και τη συμμετοχή της ερευνήτριας Δρ. Ashley N. Brandebura (πλέον στο Πανεπιστήμιο της Βιρτζίνια), εστίασε στην εξέταση πρωτεϊνών στο εσωτερικό των εγκεφαλικών κυττάρων σε μοντέλα ποντικιών με Σύνδρομο Down.
Στο μικροσκόπιο βρέθηκε η πλειοτροπίνη, ένα μόριο που φυσιολογικά εμφανίζεται σε υψηλά επίπεδα κατά τη διάρκεια κρίσιμων σταδίων της ανάπτυξης του εγκεφάλου. Η πλειοτροπίνη παίζει καθοριστικό ρόλο στη δημιουργία συνάψεων – των σημείων επικοινωνίας μεταξύ των νευρικών κυττάρων – και στη διαμόρφωση των δενδριτών και των αξόνων που μεταφέρουν τα σήματα. Οι ερευνητές παρατήρησαν ότι στα άτομα με Σύνδρομο Down, τα επίπεδα αυτού του μορίου είναι σημαντικά μειωμένα, γεγονός που φαίνεται να διαταράσσει τη σωστή «καλωδίωση» του εγκεφάλου.
Στοχεύοντας τα αστροκύτταρα
Η καινοτομία της μελέτης έγκειται στον τρόπο παρέμβασης. Αντί να προσπαθήσουν να διορθώσουν τη γενετική βλάβη σε κάθε κύτταρο, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τροποποιημένους ιικούς φορείς (viral vectors) για να μεταφέρουν την πλειοτροπίνη απευθείας στα αστροκύτταρα. Πρόκειται για έναν τύπο κυττάρων του εγκεφάλου που, μεταξύ άλλων, είναι υπεύθυνα για την έκκριση μορίων που ρυθμίζουν τις συνάψεις.
Η στρατηγική αυτή αποδείχθηκε επιτυχής. Τα αστροκύτταρα άρχισαν να παράγουν και να εκκρίνουν το μόριο που έλειπε, οδηγώντας σε εντυπωσιακά αποτελέσματα. Συγκεκριμένα, παρατηρήθηκε αύξηση του αριθμού των συνάψεων στον ιππόκαμπο, την περιοχή του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνη για τη μάθηση και τη μνήμη.
Επανενεργοποίηση της πλαστικότητας σε ενήλικες
Το πιο σημαντικό εύρημα, ωστόσο, ήταν η βελτίωση της εγκεφαλικής «πλαστικότητας» – της ικανότητας του εγκεφάλου να δημιουργεί νέες συνδέσεις και να προσαρμόζεται. Το γεγονός ότι αυτό επιτεύχθηκε σε ενήλικα ποντίκια, όπου ο εγκέφαλος έχει ήδη σχηματιστεί, είναι ριζοσπαστικό.
Μέχρι σήμερα, οι περισσότερες ερευνητικές προσπάθειες για τη γνωστική ενίσχυση στο Σύνδρομο Down εστίαζαν στην προγεννητική περίοδο, θεωρώντας ότι μετά τη γέννηση τα περιθώρια παρέμβασης είναι ελάχιστα. Η έρευνα αυτή αποδεικνύει ότι η νευρολογική αρχιτεκτονική μπορεί να τροποποιηθεί ακόμη και στην ενήλικη ζωή.
«Αυτή η μελέτη είναι πραγματικά συναρπαστική διότι λειτουργεί ως απόδειξη της αρχής (proof-of-concept) ότι μπορούμε να στοχεύσουμε τα αστροκύτταρα για να επανακαλωδιώσουμε τα εγκεφαλικά κυκλώματα σε ενήλικες», δήλωσε η Δρ. Brandebura. «Αν και απέχουμε ακόμα πολύ από την εφαρμογή σε ανθρώπους, μας δίνει την ελπίδα ότι τέτοια μόρια θα μπορούσαν να χορηγηθούν μέσω γονιδιακών θεραπειών ή εγχύσεων πρωτεϊνών για να βελτιώσουν την ποιότητα ζωής».
Πέρα από το Σύνδρομο Down
Οι προεκτάσεις της ανακάλυψης ξεπερνούν τα όρια του Συνδρόμου Down. Οι ερευνητές υπογραμμίζουν ότι η μέθοδος χρήσης των αστροκυττάρων ως «οχημάτων» παράδοσης θεραπευτικών μορίων θα μπορούσε να εφαρμοστεί και σε άλλες νευροαναπτυξιακές διαταραχές, όπως το Σύνδρομο Εύθραυστου Χ (Fragile X syndrome), ή ακόμα και σε νευροεκφυλιστικές νόσους, όπως το Αλτσχάιμερ.
«Αν μπορέσουμε να καταλάβουμε πώς να "επαναπρογραμματίσουμε" τα αστροκύτταρα ώστε να μεταφέρουν μόρια που ενισχύουν τις συνάψεις, θα μπορούσαμε να έχουμε τεράστιο όφελος σε πολλές διαφορετικές παθήσεις», προσθέτει η Brandebura, η οποία συνεχίζει την έρευνά της στο Ινστιτούτο Εγκεφάλου του UVA (UVA Brain Institute).
Το μέλλον και οι επιφυλάξεις
Παρότι τα αποτελέσματα είναι ελπιδοφόρα, η επιστημονική ομάδα παραμένει προσγειωμένη. Τονίζουν ότι η πλειοτροπίνη πιθανότατα δεν είναι ο μοναδικός παράγοντας που ευθύνεται για τα προβλήματα στα εγκεφαλικά κυκλώματα του Συνδρόμου Down και ότι απαιτείται περαιτέρω έρευνα για την πλήρη κατανόηση του πολύπλοκου αυτού μηχανισμού. Επιπλέον, η μετάβαση από το εργαστηριακό ποντίκι στον άνθρωπο είναι μια διαδικασία που απαιτεί χρόνια κλινικών δοκιμών και αυστηρών ελέγχων ασφαλείας.
Ωστόσο, η μελέτη αυτή αποτελεί ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός. Δείχνει ότι ο ενήλικος εγκέφαλος διατηρεί αναξιοποίητες δυνατότητες και ότι, με τα κατάλληλα βιοχημικά «κλειδιά», ίσως μπορέσουμε να ξεκλειδώσουμε λειτουργίες που θεωρούσαμε χαμένες.
