מדעני מוח במרכז הסרטן פרד האצ'ינסון מצאו שלסוג של תאי מוח שמתעלמים ממנו לעתים קרובות, הנקרא גליה, יש תפקיד רב יותר בתפקוד המוח ממה שחשבו בעבר.
בכתב העת Cell Reports, מדען המוח Aakanksha Singhvi, PhD של Fred Hutch, והצוות שלה מדווחים שתא גליה בודד משתמש במולקולות שונות כדי לתקשר עם נוירונים שונים. מקבץ זהיר של מולקולות אלו מבטיח שתא הגליה יכול לנהל "שיחה" ברורה עם כל נוירון. באמצעות המנחים המולקולריים הללו, גליה יכולה להשפיע על האופן שבו נוירונים מגיבים לרמזים סביבתיים כמו טמפרטורה וריח.
דוחות תאים פרסם את המחקר באינטרנט ב-27 בפברואר.
זוהי האינדיקציה הברורה הראשונה לכך שתא גליה הולך להכניס מולקולות ספציפיות לאתרי מגע ספציפיים כדי לווסת את הנוירונים הללו, ברמה של תא בודד, עם השלכות על איך החיה תתנהג".
Aakanksha Singhvi, PhD, עוזר פרופסור, חטיבת מדעי היסוד ב-Fred Hutch
תאי גליה מהווים כמחצית מהתאים במוח, אך החצי השני של התאים -; נוירונים -; בדרך כלל לקבל את מירב תשומת הלב שלנו עבור תפקידם המרכזי במחשבות, בתחושות ובהתנהגות שלנו. פחות נוצץ מאשר נוירונים שממש פועמים בחשמל, נראה שגליה מילאה תפקיד תומך גרידא. מדעני מוח דחו להם רק "דבק" שעוזר לנוירונים להיצמד זה לזה, או "אחיות" שמספקות מזון לנוירונים אך לא הדרכה.
סינגווי הוא בין הקאדר של מדעני מוח המוביל את המשימה להעריך מחדש את חשיבותה של גליה.
"בשנים האחרונות גברה ההערכה לכך שתאי גליה עשויים לתרום למחלות רבות של המוח, מאפילפסיה ועד אלצהיימר", אמר סינגווי. "כדי לקבל תמונה הוליסטית ורלוונטית יותר מבחינה קלינית של תפקוד המוח, עלינו לחזור ליסודות ולהבין בצורה מלאה יותר כיצד גליה ונוירונים עובדים יחד."
כדי לחשוף את הביולוגיה הבסיסית של תאי גלייה, Singhvi עזר לפתח את השימוש ב Caenorhabditis elegans, שהן תולעים זעירות ושקופות (נקראות גם נמטודות). לכל תולעת יש בדיוק אותו מספר של תאים, כולל 302 נוירונים לכל חיה, ורק 56 גליות. אמנם נראה שיש לנו מעט במשותף עם תולעים, אבל הנוירונים והגליות שלהן פועלים בדומה לשלנו.
סינגבי וסנהה ריי -; מחבר ראשון של המחקר Cell Reports וסטודנט לתואר שני במעבדה של סינגבי -; התמקד באחד מתאי הגליה הנקראים נדן אמפידים (AMsh) כדי לראות כיצד הם מקיימים אינטראקציה עם נוירון חושי בשם AFD, אשר חש טמפרטורה עבור סי elegans.
באמצעות מיקרוסקופים בעלי עוצמה גבוהה כדי לאפס נוירונים בודדים וגליה, החוקרים חיפשו חלבון בשם KCC-3 ש-Singhvi גילה בעבר עוזר לאיתות על פני קרומי התא. החוקרים ראו במהירות ש-KCC-3 אינו מופץ באופן שווה לאורך הממברנה של תא הגליה. במקום זאת, החלבון התקבץ בנקודה אחת לאורך הממשק שבין תא הגליה (AMsh) לנוירון הסנסורי (AFD).
"הבנו שהוא יושב ליד הנוירון חושף הטמפרטורה -; אבל לא אף אחד מהאחרים -; שהוא בעצם תא הגליה שמכיר הבדל של חצי מיקרון (מיליונית המטר) בין שני הנוירונים", אמר סינגווי.
הצוות זיהה לפחות שלושה סוגים של אשכולות מולקולריים המחברים את גליה AMsh לנוירונים תחושתיים שונים.
ריי וסינגווי גם גילו שלמרות שכל נוירון שעוטף AMsh חש ברמז סביבתי שונה, תא הגליה יכול לעזור לשלב מידע על פני מעגלים ולאפשר לנוירונים בתוך מעגל חושי אחד (כמו טמפרטורה) להשפיע על תפקודם של נוירונים בתוך מעגל אחר ( כמו אלה שמריחים ריחות ספציפיים). בדרך זו, תא גליה בודד יכול לעזור לתולעת להגיב לתמונה הסביבתית הגדולה יותר, במקום רק לעזור לנוירונים להעביר רמזים חיצוניים בודדים.
"כשאתה חושב על מה שצריך כדי להיות נמטודה, זה מאוד מסובך", אמר סינגווי.
מה עושה תולעת כשהיא נתקלת בניחוח מגרה המסמן אוכל -; בדיוק כשהסביבה שלו מתחילה להתחמם בצורה מסוכנת? עליה לאזן בין התשומות השונות הללו ולקבל החלטה.
"התולעת לא תישרף – היא חכמה מכדי לשרוף," אמר סינגבי.
והמידור שהיא וריי חשפו כנראה קריטי לנמטודה -; או של אדם -; היכולת לשקול גורמים חשובים כמו חום וריח, אמרה. זה מאפשר לבעל החיים להיות מעגלים מרובים הפועלים כראוי בו זמנית מבלי לבלבל קשרים צולבים.
עבור יישומים אפשריים לבריאות המוח האנושי, ציינה Singhvi שאותו חלבון KCC-3 שהיא חוקרת בנמטודות חיוני גם לתפקוד המוח בבני אדם. שיבושים ב-KCC-3 קשורים להפרעה חמורה בהתפתחות המוח הנקראת אגנזיס של הקורפוס קלוסום או תסמונת אנדרמן, ולרגישות להתקפים ולניוון עצבי. הבדלים במעגלים במוח קשורים למצבים כמו אוטיזם, אפילפסיה וסכיזופרניה.
"המוח שלנו מעבד באופן שגרתי מספר כניסות או רמזים תחושתיים במקביל", אמר סינגווי. "המחקר שלנו המראה שגליה יכולה להיות צינורות בין מעגלי מוח יעזור לנו להבין את הדרכים השונות שבהן ניתן לשבש את המעגלים."
