Journal club: Activated human astrocyte-derived extracellular vesicles modulate neuronal uptake, differentiation and firing
Izrazito heterogena populacija stanica središnjeg živčanog sustava, astrociti, čvrsto je integrirana u neuronalne mreže i ima brojne funkcije u održavanju homeostaze mozga i leđne moždine.
U fiziološkim uvjetima, astrociti pružaju trofičku potporu neuronima, moduliraju sinaptičku plastičnost, sudjeluju u građi krvno-moždane barijere te reguliraju upalni odgovor kontroliranim otpuštanjem citokina, kemokina i proteina komplementa. No, u patofiziološkim stanjima koja mogu biti rezultat neurodegenerativnih bolesti, upala, infekcija, ishemija ili traume, astrociti mijenjaju svoj fenotip i postaju reaktivni.
Reaktivni astrociti naglo proliferiraju te luče neurotoksične tvari i upalne citokine, što pogoduje jačanju imunosnog odgovora. Međutim, presnažni imunosni odgovor vodi do patogeneze neurodegenerativnih bolesti ili patoloških stanja. Nejasan je način kojim reaktivni astrociti komuniciraju s neuronima u upali i neurodegenerativnim bolestima, no istraživanja ukazuju na važnost izvanstaničnih vezikula koje oni luče. Širok spektar izvanstaničnih vezikula proučavan je u brojnim životinjskim, biljnim stanicama i bakterijama te se one razlikuju veličinom, putevima biogeneze, funkcijom i teretom koji prenose. U ovom istraživanju, cilj je bio karakterizirati proteine koje astrociti luče putem izvanstaničnih vezikula u fiziološkim i patofiziološkim stanjima, komunicirajući na taj način s neuronima.
Istraživanje je provedeno na moždanom tkivu ljudskih embrija bez znanih defekata između 96. i 132. gestacijskog dana. Primarni astrociti dobiveni iz tkiva vizualizirani su imunocitokemijom, pri čemu se reaktivni fenotip astrocita inducirao proupalnim citokinom IL-1β. Uočen je različit fenotip astrocita, gdje su reaktivni astrociti bili polariziraniji i skupljeni s izduženim izdancima te jačom ekspresijom GFAP proteina. Metodom ELISA zatim je mjerena količina izlučenih proupalnih kemokina CCL2 i CXCL8, koja je očekivano bila značajno povišena kod reaktivnih astrocita u upalnom stanju. Iako prilikom kromatografske analize nije uočena razlika u veličini vezikula između fenotipova, uočeno je njihovo izlučivanje iz reaktivnih astrocita u povećanom broju. Nakon što je izoliran proteinski sadržaj vezikula, masenim spektrometrom detektirano je 875 proteina, od kojih većina pronalaze ulogu u staničnom rastu, transportu, komunikaciji te imunosnom odgovoru. No, 113 proteina bilo je prisutno samo u uzorcima reaktivnih astrocita, a njihove su funkcije povezane s energetskim metaboličkim putevima te staničnom organizacijom. Između ostalog, reaktivni astrociti izlučili su i povećanu količinu citokina TGF-β1, LPS i IL-1β, povezanih s upalnom signalizacijom i patogenima. Dodatnim eksperimentima i mikroskopskim metodama također je otkriven povećani unos izvanstaničnih vezikula te komunikacija astrocita s neuronima u patofiziološkim stanjima, a povećanje količine reaktivnih vezikula povezano je sa smanjenjem dužine, površine i broja čvorića aksona.
Članak je objavljen u časopisu Journal of Extracellular Vesicles te je dostupan u open access verziji.
