మా మెదళ్ళు సజావుగా పనిచేయడానికి న్యూరాన్లు, సిగ్నల్స్ మరియు రక్షిత అడ్డంకుల యొక్క చక్కగా ట్యూన్ చేసిన నెట్‌వర్క్‌లపై ఆధారపడతాయి. ఈ సంక్లిష్టమైన సెటప్ మేము సృష్టించిన అన్ని ఆలోచనలు, జ్ఞాపకాలు మరియు కదలికలకు మద్దతు ఇస్తుంది. అయితే, వయస్సు లేదా కొన్ని పరిస్థితులలో, ఈ వ్యవస్థ కూలిపోతుంది.

అల్జీమర్స్ వ్యాధి, పార్కిన్సన్స్ వ్యాధి మరియు అమియోట్రోఫిక్ లాటరల్ స్క్లెరోసిస్ (ALS) వంటి న్యూరోడెజెనరేటివ్ వ్యాధులు నెమ్మదిగా న్యూరాన్‌లను దెబ్బతీస్తాయి మరియు ఈ పరిస్థితులు తీవ్రమైన జ్ఞాపకశక్తి నష్టం, గందరగోళం మరియు స్వాతంత్ర్యం కోల్పోవడానికి దారితీస్తాయి. దశాబ్దాల పరిశోధన ఉన్నప్పటికీ, ఈ వ్యాధులను నడిపించే ఖచ్చితమైన యంత్రాంగాలు అస్పష్టంగా ఉన్నాయి.

మెదడు వ్యాధి యొక్క సాంప్రదాయ న్యూరానల్ దృక్పథం నుండి ఇటీవల ప్రచురించిన రెండు అధ్యయనాలు సైన్స్లో పురోగతి మరియు సహజ న్యూరోసైన్స్ఈ పజిల్ మనోహరమైన కొత్త భాగాన్ని అందిస్తుంది. జట్టు దర్యాప్తు ఆశ్చర్యకరమైన అవకాశాలను వెల్లడిస్తుంది. న్యూరాన్ చనిపోవడానికి చాలా కాలం ముందు ఇబ్బంది ప్రారంభమైతే?

ఈ అధ్యయనం రక్త-మెదడు అవరోధం (బిబిబి) నష్టం వాస్తవానికి న్యూరోడెజెనరేటివ్ వ్యాధిలో పడిపోయిన మొదటి డొమినో కావచ్చు.

రక్షణ యొక్క మొదటి పంక్తి

మెదడు యొక్క ముఖ్యమైన రక్షణలలో BBB ఒకటి. ఇది మెదడులోని రక్త నాళాలతో కప్పబడిన దగ్గరగా అనుసంధానించబడిన ఎండోథెలియల్ కణాలతో రూపొందించబడింది. వారి పని గేట్ కీపింగ్. టాక్సిన్స్, వ్యాధికారకాలు మరియు హానికరమైన రోగనిరోధక కణాలను తొలగించేటప్పుడు ముఖ్యమైన పోషకాలలో ఉంచండి.

“ఎండోథెలియల్ కణాలు మనం తినే వాటికి గురైన మొదటి కణాలు, మేము తీసుకువెళ్ళే అంటువ్యాధులు మరియు మనం తీసుకునే మందులు కూడా” అని అశోక్ చెలాలా చెప్పారు. సైన్స్లో పురోగతి పరిశోధన తెలిపింది. “ఈ కణాలు ఎర్రబడిన లేదా దెబ్బతిన్నట్లయితే, అడ్డంకులు లీక్ అయ్యే అవకాశం ఉంది. అది జరిగితే, హానికరమైన పదార్థాలు మెదడులోకి జారిపోతాయి మరియు మంటను కలిగిస్తాయి.”

ఈ మంట న్యూరానల్ మరణానికి దారితీస్తుంది, దీనివల్ల జ్ఞాపకశక్తి నష్టం మరియు అభిజ్ఞా క్షీణతకు కారణమవుతుంది. ఇది అల్జీమర్స్ వ్యాధి మరియు ఫ్రంటోటెంపోరల్ చిత్తవైకల్యం (ఎఫ్‌టిడి) వంటి వ్యాధుల లక్షణం.

దయ మరియు హానికరమైనది

TDP-43 ప్రోటీన్ RNA ని నియంత్రిస్తుంది మరియు స్ప్లికింగ్ అని పిలువబడే ఒక ప్రక్రియ ద్వారా కణంలో సరైన జన్యు వ్యక్తీకరణను నిర్ధారిస్తుంది. ఆరోగ్యకరమైన రాష్ట్రాల్లో, ఇది కణాల కేంద్రకంలో ఉంది. అయినప్పటికీ, న్యూరోడెజెనరేటివ్ వ్యాధులు ఉన్నవారిలో, ఇది అన్యాయం అవుతుంది.

“మీరు సైటోప్లాజంలో పేరుకుపోయినప్పుడు, మీరు ఒక సెల్ నుండి మరొక కణం వరకు వ్యాప్తి చెందగల విషపూరిత కంకరలను ఏర్పరచడం ప్రారంభిస్తారు” అని సెమారా చెప్పారు. ఈ కంకరలను ప్రధానంగా న్యూరాన్లలో అధ్యయనం చేసినప్పటికీ, BBB ను తయారుచేసే ఎండోథెలియల్ కణాలు కూడా ప్రభావితమవుతాయా అని పరిశోధకులు ఆశ్చర్యపోతున్నారు.

“టిడిపి -43 మెదడులో మాత్రమే కాకుండా, చర్మం, కాలేయం, మూత్రపిండాలు మరియు పునరుత్పత్తి అవయవాలలో కూడా కనుగొనబడింది. అందువల్ల, ఎండోథెలియల్ కణాలలో దాని ఉనికి ఆశ్చర్యం కలిగించదు” అని కింగ్స్ కాలేజ్ లండన్ యొక్క న్యూరాలజిస్ట్ జెమిన్ శ్రీధరన్ అన్నారు.

అవరోధంలో లీక్ ఉంది

దర్యాప్తు చేయడానికి, బృందం వ్యాధిని కలిగించే ఉత్పరివర్తనాలను మోసే జన్యుపరంగా మార్పు చెందిన ఎలుకలను ఉపయోగించింది టార్డ్బ్ జన్యువు ఎన్కోడింగ్ TDP-43. “ఎండోథెలియల్ కణాలలో టిడిపి -43 యొక్క ఒకే పాయింట్ మ్యుటేషన్ కూడా బిబిబి లీకేజీ, మెదడు మంట మరియు ఎలుకలలో ప్రవర్తనా మార్పులకు కారణమవుతుంది” అని సిమాల చెప్పారు. వారి వయస్సులో, ఈ ఎలుకలు రక్తప్రవాహ నుండి మెదడు వరకు అణువుల లీకేజీలో పెరుగుదలను చూపించాయి.

క్లాడిన్ -5 మరియు వె-క్యాథరిన్ వంటి బిబిబిని కలిపే ముఖ్యమైన ప్రోటీన్లు పోగొట్టుకుంటాయని పరిశోధకులు కనుగొన్నారు, రక్తప్రవాహం నుండి అణువులను మెదడు కణజాలంలోకి లీక్ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది. ఈ ఎలుకలు జ్ఞాపకశక్తి సమస్యలను కూడా ప్రదర్శించాయి. మెదడు చొచ్చుకుపోవడాన్ని గుర్తించడానికి ఈ బృందం ఫ్లోరోసెంట్ రంగులను ఇంజెక్ట్ చేసింది మరియు ఫలితాలను ధృవీకరించడానికి BBB నిర్మాణం మరియు ప్రోటీన్ కూర్పులో మార్పులను విశ్లేషించారు.

“ఈ మ్యుటేషన్ ప్రారంభ అభివృద్ధి నుండి, పుట్టుకకు ముందే ఉంది” అని స్లెడార్లాన్ చెప్పారు. “ఈ ఎలుకలు స్పష్టమైన మెదడు వ్యాధులను అభివృద్ధి చేయవు, కానీ వాటికి వాస్కులర్ అసాధారణతలు ఉన్నాయి, ఇవి న్యూరోడెజెనరేషన్ యొక్క ప్రారంభ డ్రైవర్లుగా వాస్కులర్ పనిచేయకపోవడాన్ని సూచిస్తాయి.”

మానవ సంబంధం

ఆరోగ్యకరమైన వ్యక్తులు మరియు నిర్దిష్ట న్యూరోడెజెనరేటివ్ పరిస్థితులతో సహా 20-98 సంవత్సరాల వయస్సు గల 92 మంది దాతల నుండి పోస్ట్-మార్టం మానవ మెదడు నమూనాల నుండి ఈ బృందం 130,000 వ్యక్తిగత మెదడు సెల్ న్యూక్లియీలను విశ్లేషించింది. వారు ఒకే అణు స్థాయిలో RNA మరియు అణు ప్రోటీన్లను ప్రవేశపెట్టారు మరియు వివిధ మెదడు కణాలలో పరమాణు మార్పులను పరిశీలించారు. “మేము ప్రత్యేకంగా ఎండోథెలియల్ కణాల కేంద్రకాలలో TDP-43 స్థాయిలను చూశాము. రోగి నమూనాలలో, ఆరోగ్యకరమైన నియంత్రణలతో పోలిస్తే అణు TDP-43 నాటకీయంగా తగ్గింది” అని సిమాల చెప్పారు.

ఫలితాలు మౌస్ మోడల్ నుండి ఫలితాలను ప్రతిబింబిస్తాయి. TDP-43 యొక్క నష్టం β- కాటెనిన్ మరియు పెరిగిన తాపజనక సిగ్నలింగ్ యొక్క అంతరాయానికి కారణమైంది. ఈ బృందం తక్కువ, అధిక మంటతో గాయపడిన కేశనాళిక కణాల యొక్క నిర్దిష్ట సమూహాన్ని గుర్తించింది మరియు TDP-43 నిర్వహణ మోడ్ నుండి గాయం మోడ్‌కు మారుతుందని సూచించింది.

ఇప్పటికీ, మానవ డేటాపై శ్రద్ధ చెల్లించబడుతుంది. “సంస్థాగత నాణ్యత మరియు సమయాలలో వైవిధ్యం ద్వారా పోస్ట్‌మార్టం పరిశోధన పరిమితం చేయబడింది” అని శ్రీధరన్ చెప్పారు. “కానీ మీరు వాటిని నియంత్రిత మౌస్ మోడల్‌తో కలిపినప్పుడు, కేసులు చాలా బలంగా మారతాయి.”

“ఈ ఎండోథెలియల్ ఫినోటైప్ న్యూరోడెజెనరేటివ్ డిసీజ్ లేదా మెదడు గాయానికి మరింత సాధారణ ప్రతిస్పందనకు అంతర్లీనంగా ఉందో లేదో చూడటం చాలా ముఖ్యం. మల్టిపుల్ స్క్లెరోసిస్ మరియు బాధాకరమైన మెదడు గాయం వంటి జన్యు-కాని పరిస్థితులను అధ్యయనం చేయడం దీనిని స్పష్టం చేయడానికి సహాయపడుతుంది” అని ఆయన చెప్పారు.

ముందస్తుగా గుర్తించడానికి అవకాశాలు

ప్రారంభ రోగ నిర్ధారణ మరియు నివారణ కోసం కనుగొన్నవి ఒక విండోను తెరుస్తాయి. “వాస్కులెచర్లో న్యూరాన్-నిర్దిష్ట వ్యాధులు ప్రారంభమవుతాయని మేము చాలాకాలంగా భావించాము” అని త్రీడారన్ చెప్పారు.

ఈ బృందం ప్రస్తుతం రక్త-ఆధారిత బయోమార్కర్లపై పనిచేస్తోంది, ముఖ్యంగా ప్రోటీన్లు టిడిపి -43 చేత నియంత్రించబడతాయి మరియు ఎండోథెలియల్ కణాలు ప్రభావితమైనప్పుడు రక్తప్రవాహంలోకి స్రవిస్తాయి.

“ఒక అభ్యర్థి HDGLF2, TDP-43 ఫంక్షన్ పోయినప్పుడు మారుతున్న ప్రోటీన్. ఇది రక్తంలో కనుగొనగలిగితే, లక్షణాలు కనిపించే ముందు ప్రమాదంలో ఉన్న వ్యక్తికి ఎన్ని సంవత్సరాల్లో ఉన్నాయో అది గుర్తించగలదు.

దెబ్బతిన్న రక్త నాళాల నుండి వేర్వేరు ప్రోటీన్ సంతకాలను మోయగల కణాల ద్వారా విడుదలయ్యే చిన్న కణాలు వ్యాధి యొక్క ప్రారంభ సూచికలుగా ఉపయోగపడతాయా అని పరిశోధకులు పరిశీలిస్తున్నారు. ఇది నిశ్శబ్ద దశలో న్యూరోడెజెనరేటివ్ వ్యాధులను నిర్ధారించడానికి నాన్-ఇన్వాసివ్ పరీక్షకు దారితీస్తుంది, ఇక్కడ లక్షణాలు కనిపించడానికి చాలా కాలం ముందు జోక్యం చేసుకోవచ్చు.

మంజీర గౌరావరం ఆర్‌ఎన్‌ఎ బయోకెమిస్ట్రీలో పిహెచ్‌డి కలిగి ఉన్నారు మరియు ఫ్రీలాన్స్ సైన్స్ రచయితగా పనిచేస్తున్నారు.