Hamarkadetan zehar ikertzaileek eztabaidatu dute ea zelula entzefalikoek (astrozito deritze) seinaleak emiti ditzaketen neuronek bezala. Eta duela gutxi orain arteko ebidentziarik onena argitaratu da frogatzeko astrozitoak elkarrizketa elektrikoaren parte direla.
Entzefaloa komunikatiboa ez bada, ez da ezer. Neuronak dira organo eleketari horretako hiztunak, eta elkarren artean komunikatzen dira pultsu elektrikoak trukatuta, horretarako neurotrasmisore izeneko mezulari kimikoak erabiliz. Prozesu hori segundo batean mila milioi aldiz errepikatzean, garunak substantzia kimikoen taldeak ekintza koordinatu, oroitzapen eta pentsamendu bihurtzen ditu.
Ikertzaileek, garunaren funtzionamendua aztertzeko, adi egon behar dute elkarrizketa kimiko horretara. Baina neuronek oso altu eta maiztasun handiz hitz egiten dute, eta baliteke beste ahots baxuagoren bat tartean egonez gero, hori ondo ez entzutea.
Ia XX. mende osoan, neurozientzialariek uste zuten neuronak zirela seinale elektrikoak hedatzen zituzten zelula entzefaliko bakarrak. Uste zuten gainerako zelula entzefaliko guztiek (glia izenaz ezagunak) babes funtzioak besterik ez zutela. 1990ean, fenomeno bitxi bat agertu zen: ikertzaileek astrozito bat behatu zuten, zelula glialaren azpimota bat, glutamatoaren aurrean erantzuten zuena (glutamatoa da aktibitate elektrikoa sortzen duen neurotransmisore nagusia).
Hurrengo hamarkadetan, ikertaldeek elkarren aurkako probak aurkeztu dituzte: batzuek jakinarazi dute astrozitoek seinaleak bidaltzen dituztela, eta beste batzuek ezetz adierazi dute. Desadostasun hori konferentzietan eta ebidentziaren etengabeko berrikuspenetan azaleratu zen. Bi aldeak bateraezinak zirela ematen zuen.
Nature aldizkarian irailean argitaratutako artikulu berri batek orain arteko probarik onena aurkeztu du frogatzeko astrozitoek seinaleak emiti ditzaketela. Proba hori lortzeko, zortzi urtez lan egin du Andrea Volterra zuzendarikidearen taldeak. Volterra Genevako (Suitza) Bio eta Neuro Ingeniaritzako Wyss Zentroko irakasle bisitaria da. Ikerketak bi proba gako barne hartzen ditu: glutamatoak astrozitoetatik ateratzen direneko irudiak, eta datu genetikoak, zeinak adierazten duten astrozito glutamatergiko deritzen zelula horiek glutamatoa neuronek erabiltzen duten modu berdintsuan erabiltzeko makineria zelularra dutela.
Artikuluak, halaber, lagundu egiten du aurkikuntza kontraesankorren hamarkadak azaltzen. Izan ere, astrozito batzuek baino ezin dituzte emiti seinale horiek; hortaz, neurri batean, bi aldeek zuten arrazoia: emaitzak ikertzaileak aztertutako astrozitoen araberakoak dira.
«Ikerketa bikaina da; izan ere, bi datu multzoen benetakotasuna eta euren arteko kontraesanaren arrazoia azaltzen du», adierazi du Christopher Dulla-k, Tufts Unibertsitateko neurozientziako irakasleak. Hark ere astrozitoen seinaleak ikertzen ditu, baina ez du lan berri horretan parte hartu. «Onartzen dut».
Aurkikuntzak iradokitzen du astrozito batzuek entzefaloaren zirkuituen funtsezko pieza bat direla. «Gero eta sineskorragoa dirudi zelula mota guztiek entzefaloaren funtzionamenduan parte hartzen dutela dioen ideiak», adierazi du Volterrak. «Uste zena baino askoz ere integratuago dago».
Komunikazio sarea
Glia izen orokorra erabiltzeak (itsasgarri esan nahi duen hitz grekotik dator) neuronak ez diren zelula entzefaliko guztietarako, hala nola astrozitoak, xede nagusitzat neuronak elkartuta mantentzea zuten zientzialarien hasierako iritzia transmititzen du. Hala ere, 1865ean astrozitoak lehen aldiz deskribatu zirenetik, ikertzaileek askoz gehiago ere egin dezaketela deskubritu dute. Hasteko, glutamato hartzaileak dituzte, neuronen inguruko espazioetan neurotransmisoreen soberakina hauteman eta garbitzeko erabiltzen dituztenak.
Baina ez dago hain argi glutamatoa erabil dezaketen beren kabuz seinale elektriko bat sortzeko. 1994an, ikertzaileek astrozitoak estimulatu zituzten plaka batean, eta ikusi zuten gertuko neuronek erantzun egiten zutela, seinale bat bidaltzeko prestatuz. Eta 1997an, Volterrak eta bere kideek kontrakoa behatu zuten: arratoiaren astrozitoek neuronen deiei erantzuten zieten kaltzio seinaleztapen molekularen uhin oszilatzaileekin. 2000 eta 2012 artean, ikertzaileek 100 artikulutik gora argitaratu zituzten non astrozitoek sinapsi bidez komunikatzeko duten gaitasunaren aldeko ebidentzia aurkezten zuten.
Hala ere, zenbaitek zalantzan jarri zuten ebidentzia hori biltzeko eta interpretatzeko modua. 2014an, adibidez, ikertzaileek deskubritu zuten arratoi gakoen eredu batek akatsak zituela, eta horrek zalantzak piztu zituen arratoi horiek erabili ziren aurreko ikerketei zegokienez.
Bien bitartean, astrozitoei buruzko iritzia aldatzen ari zen, eta zientzialariak pentsatzen hasiak ziren entzefaloaren informazio prozesamenduaren parte-hartzaile aktiboak zirela. Neuronak eta beren dentrita adarkatuak eskuarki zuhaitz gisa irudikatzen dira; astrozitoek, ordea, onddo itxura dute, entzefaloa estaltzen duen tapiz lodi bat osatzen dute, eta hura osatzen duten zatien artean informazioa partekatzen da. Horiek horrela, badirudi astrozitoek aktibitate neuronalean eragina duen sare koordinatu bat osatzen dutela. Adibidez, 2016an, San Frantziskoko Kaliforniako Unibertsitatean ikerketa neurozientifiko bat egiten zuen bitartean, Kira Poskanzer zientzialariak deskubritu zuen arratoiaren astrozitoek inguruko neuronak amets erritmikoko egoera batera eraman ditzaketela glutamatoa erregulatuta.
«Ez da bere kabuz bere funtzioa betetzen duen zelula bat, baizik eta elkarrekin lan egiten duten zelula talde oso baten kidea», adierazi zuen Poskanzerrek, orain Arcadia Science bioteknologiako startup-ean lan egiten duenak.
Nolanahi ere, aldea dago glutamatoa xurgatzearen eta benetan seinaleak sortzearen artean. Volterrak uste zuen astrozito batzuk seinaleak sortzeko gai zirela. Baina hori frogatzeko, astrozitoek seinaleak bidaltzeko gai zirela erakusteko ebidentzia behar zuen, baita frogapen hori behar bezala gauzatzeko tresna egokiak ere.
Zelula entzefalikoen mota berri bat
Volterrak ikuspegi berri bat baliatu zuen entzefaloa aztertzeko: RNA zelulabakarraren sekuentziazioa, zeinak ehun oso baten zelula indibidualetako gene aktiboen multzo osoaren argazkia ateratzen duen. Arratoiaren hipokanpoko zelulen zortzi datu-base aztertu zituen, eta aktibitate genetikoaren arabera bereizten diren astrozitoen bederatzi talde identifikatu zituen. Soilik talde bateko astrozitoek transkribatzen zituzten besikulen bidez neurotransmisoreak biltegiratu, askatu eta garraiatzean parte hartzen duten proteinak, neuronetan gertatzen den bezalaxe. Zelulak ez zeuden modu uniformean banakatuta entzefaloaren zati oso horretan, ez eta zirkuitu espezifikoetan ere.
Gizakiok zelula horiek baditugun jakiteko, Volterrak eta bere taldeak gizakion hipokanpoko zelulen hiru datu-baseetan bilatu zituzten arratoiaren astrozitoetan detektatutako proteina horiek; eta datuen hiru multzotan aurkitu zituzten.
Nolanahi ere, datu genetiko horiek zeharkako proba bat besterik ez ziren. Volterrak zuzenean erakutsi behar zuen seinaleztapena. Bere taldearekin batera, astrozitoei zuzendutako seinale neuronal bat simulatu zuten arratoiaren entzefalo zatietan, eta astrozitoek askatutako molekulen argazkiak hartu zituzten. Astrozito batzuek -baina ez guztiek- glutamatoarekin erantzun zuten. Eta ikertzaileek astrozitoek besikulak erabil zitzatela eragotzi zutenean, zelulek ezin izan zuten glutamatoa askatu.
Volterrak argi baino argiago ikusi zuen orduan ebidentzia. «Zuzen genbiltzan:. astrozito batzuek glutamatoa askatzen dute», esan zuen. «Baina oker ere bai, uste baikenuen astrozito guztiek askatzen zutela glutamatoa».
«Ia seguru aurkikuntza horrek entzefaloa komunikatzeko moduaren egungo ulermena eraldatuko duela», adierazi zuen Dmitri Rusakov-ek, Londresko University College-eko neurozientziako irakasleak (hark ez du ikerketan parte hartu). Baina oraindik ez dago argi nola aldatuko den.
Astrozitoek seinaleak bidal ditzaketela jakitea lehen urratsa besterik ez da. Oraindik ez dakigu nola erantzuten duten sinapsiek glutamato astrozitikoaren aurrean. Ez dakigu zer funtzio bete behar diren neuronen ordez astrozitoak seinaleztatzeko edo biak seinaleztatzeko. Ez dakigu zergatik dauden astrozito glutamatergiko gehiago entzefaloaren eremu batzuetan, edo zergatik horien azpitalde batek funtzio hori erabiltzen duen eta besteek, aldiz, ez.
Are gehiago, aurkikuntza berri guztien antzera, galdera berriak sorrarazi ditu, zientziak erantzun behar dituenak.
«Proben multzo garrantzitsua bildu dugu», esan zuen Rusakovek. «Eta orain teoria bat behar da elementu guztiak batzeko».
Jatorrizko artikulua:
Laura Dattaro (2023). These Cells Spark Electricity in the Brain. They’re Not Neurons, Quanta Magazine, 2023ko urriaren 18a. Quanta Magazine aldizkariaren baimenarekin berrinprimatua.
1 iruzkina
[…] Frogatu dute astrozitoak burmuineko sare elektrikoaren parte direla. XX. mendean zehar, neurozientzialariek uste zuten neuronak zirela seinale elektrikoak hedatzen zituzten zelula entzefaliko bakarrak. Alabaina, irailean argitaratutako artikulu batek orain arteko probarik onena aurkeztu du astrozitoek ere seinaleak igortzen dituztela […]