Εδώ και περισσότερο από έναν αιώνα, οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι οι νευρώνες του εγκεφάλου επικοινωνούν μέσω των συνάψεων, κόμβων που μεταδίδουν ηλεκτρικά και χημικά σήματα από το ένα κύτταρο στο άλλο. Τώρα όμως το δόγμα της νευρολογίας δείχνει να περιπλέκεται, μετά την ανακάλυψη ενός μηχανισμού επικοινωνίας που βασίζεται σε διαφορετικό μηχανισμό.

Μελέτη που δημοσιεύεται στο περιοδικό Science αποκαλύπτει την ύπαρξη ενός δικτύου μικροσκοπικών σωλήνων, μήκους μόλις 3 μικρομέτρων, μέσω των οποίων οι νευρώνες ανταλλάσσουν μόρια και ηλεκτρικά φορτία.

Η λειτουργία αυτών των «νανοσωληνίσκων» παραμένει ασαφής, είναι όμως πιθανό να εμπλέκεται σε νευροεκφυλιστικές παθήσεις όπως η νόσος του Αλτσχάιμερ, είπαν οι ερευνητές.

Η ύπαρξη των νανοσωληνίσκων σε άλλους τύπους κυττάρων ήταν ήδη γνωστή εδώ και είκοσι χρόνια. Κύτταρα νεφρών, για παράδειγμα, παρατηρήθηκαν το 2004 να ανταλλάσσουν με αυτόν τον τρόπο ολόκληρα οργανίδια, μεγάλες δομές που περικλείονται από ξεχωριστή μεμβράνη.

Εκτοτε, τέτοιες γέφυρες έχουν βρεθεί σε μια ποικιλία ιστών και η παρουσία τους έχει συνδεθεί με την ανάπτυξη των οργάνων, την επιδιόρθωση ιστών, αλλά και την μετάδοση ιών.

Η αναζήτηση νανοσωληνίσκων στον εγκέφαλο είναι μια τεχνική πρόκληση, δεδομένου ότι οι νευρώνες απλώνουν μακριές απολήξεις, τους λεγόμενους δενδρίτες, οι οποίοι σχηματίζουν ένα μπερδεμένο κουβάρι που κρύβει τις μικρότερες δομές.

Στη νέα μελέτη, ερευνητές του Πανεπιστημίου «Τζονς Χόπκινς» και άλλων ιδρυμάτων εξέτασαν αρχικά εικόνες ηλεκτρονικού μικροσκοπίου και παρατήρησαν λεπτούς σωλήνες που ένωναν τους δενδρίτες σε δείγματα ανθρώπου και ποντικού.

Οι υποψίες τους επιβεβαιώθηκαν όταν χρησιμοποίησαν ένα οπτικό μικροσκόπιο υψηλής ανάλυσης για να εξετάσουν μεμονωμένους νευρώνες. Όχι μόνο εντόπισαν νανοσωληνίσκους, αλλά κατάφεραν επιπλέον να τους φωτογραφίσουν καθώς σχηματίζονταν και διαλύονταν σε διάστημα λεπτών ή ωρών.

Οι «δενδριτικοί νανοσωληνίσκοι» της μελέτης φαίνεται ότι μεταδίδουν ηλεκτρικά σήματα μέσω της ανταλλαγής θετικών ιόντων ασβεστίου. Οταν η συγκέντρωση των ιόντων αυξανόταν τεχνητά σε ένα κύτταρο, το ίδιο συνέβαινε και στα γειτονικά.

Οι μικροσκοπικές γέφυρες που ενώνουν τους δενδρίτες διαπιστώθηκε επίσης ότι μπορούν να μεταφέρουν μόρια. Σε πειραματικές συνθήκες, οι νανοσωληνίσκοι βρέθηκαν να ανταλλάσσουν μόρια βήτα αμυλοειδούς, μιας πρωτεΐνης που παίζει κεντρικό ρόλο στην Αλτσχάιμερ.

Η ερευνητική ομάδα σχεδιάζει τώρα να εξετάσει πώς ακριβώς οι νανοσωληνίσκοι μεταφέρουν τα φορτία τους και να διερευνήσει το ρόλο τους στη διάχυση άλλων μορίων που συνδέονται με ασθένειες, όπως η πρωτεΐνη ταυ της Αλτσχάιμερ.

Ακόμα και αν η προσπάθεια δεν δώσει άμεσα αποτελέσματα για την αντιμετώπιση νευροεκφυλιστικών ασθενειών, οι νευροεπιστήμονες θα έχουν να μελετούν για χρόνια  αυτούς τους άγνωστους διαύλους επικοινωνίας και τον ρόλο τους στην εγκεφαλική λειτουργία.

*Από τον Βαγγέλη Πρατικάκη