Wenn das Gehirn wird verletzt, Stern-geformt Gehirnzellen genannt Astrozyten zur Rettung kommen. Im Fall von Gliom—die häufigste Art von primären Gehirntumor—diese Schutzwirkung kommt zu einem Preis.
Eine neue Studie, veröffentlicht in Neurochemistry International zeigt, dass die Tumore verändern die Astrozyten-Funktion, die normalerweise verhindert, dass das Gehirn vor einer überflutung mit überschüssigem erregenden Chemikalien. Dies könnte dazu beitragen, die Anfälle erlebt, die von vielen Gehirn-Krebs-Patienten.
„Epileptische Anfälle sind eine schwere und schwächende Komorbidität, die Einfluss auf die meisten Patienten mit primären Hirntumoren. Leider, Epilepsie dramatisch verringert die Qualität des Lebens, und unsere aktuellen anti-epileptische Medikamente sind nicht wirksam für alle Patienten,“ sagte Stefanie Robel, assistant professor an der Fralin Biomedical Research Institute an der VTC und der Studie co-senior-Autor.
„Mein Labor ist auf der Suche nach anderen zellulären und molekularen Ziele, die dazu beitragen, Anfälle aufgrund von Gliomen, und so weit, was wir finden, ist, dass die Narbe-bildend Astrozyten umgeben, die den tumor eine wichtige Rolle spielen.“
Gliome sind wettbewerbsfähig, schnell wachsende Tumoren, die—genauso wie alle anderen lebenden Zellen—benötigen eine Energiequelle, um zu überleben. Besteht in Erster Linie aus glia-Zellen Gliome zu übernehmen, die das Gehirn microvasculature, syphoning aus einer frischen Zufuhr von Nährstoffen aus gesunden Körperzellen. Die Tumoren auch Freisetzung toxischer Konzentrationen von Glutamat, einem exzitatorischen neurotransmitter, die töten können aus dem Gehirn dicht gepackten gesunden Neuronen, um Platz zu machen für die Krebs zu wachsen. Eine fülle von Glutamat kann auch dazu führen, mehr Neuronen werden elektrisch aktiv, was dazu führen kann, in Anfällen.
Astrozyten schnell Narben die tumor schützen das Gehirn vor weiteren Schäden—aber das kommt zu einem Preis.
„Unter normalen Umständen würde man erwarten, dass Astrozyten Puffern zusätzliche Glutamat. Teil Ihrer Aufgabe ist die Aufrechterhaltung einer ausgeglichenen, homöostatischen Bedingungen für die Neuronen durch das entfernen von überschüssigem Glutamat und Kalium“, sagte Robel, der auch ein Assistent professor an der Virginia Tech ‚ s School of Neuroscience und an der Virginia Tech Carilion School of Medicine. „Wie Mikro-Vakuum-Reiniger, die Sie Aufräumen, Neurotransmitter und Ionen, schwebend inmitten der Gehirnzellen.“
Aber die Astrozyten ummanteln Gliomen zeigten unterschiedliche molekulare Signaturen basierend auf Ihre Nähe zu den Krebs. Die Zellen direkten Kontakt mit dem tumor waren länglich und geschwollen, imitiert die Reaktion zu anderen Hirn-Verletzungen im Zusammenhang mit Epilepsie, wie Schlaganfall oder physischen trauma.
Elektrophysiologie und Färbung Experimente zeigten die gestreckte Zellen auch fehlte die richtige Lokalisation oder Funktion von Proteinen benötigt werden Kalium und Glutamat innerhalb eines Astrozyten. Die Zellen hatte auch verloren eine wichtige enzymatischen Prozess, der wandelt Glutamat in Glutamin, ein Molekül, das in Neuronen zu unterdrücken Aktivität.
Unter diesen Bedingungen wird das Gehirn die empfindliche balance von Erregung und Hemmung Tipps, und Probleme entstehen.
Toxischen Konzentrationen von Glutamat ausgestoßen, aus dem tumor, verschärft durch die Astrozyten dysfunktionalen Zustand, zerstören gesunde Neuronen. Frühere Studien führten durch die Sontheimer zeigten, dass die Flüssigkeit in der Schwebe zwischen Gehirnzellen erreicht schädlichen Niveaus der Erregbarkeit—genug, um Funken einer Pfändung. Nach dem ersten Anfall die Kreise beteiligt sind bevorzugt gestärkt, so dass die zukünftigen Episoden noch wahrscheinlicher.
„Ein tumor ist ein dynamisches, lebendes Gewebe, das sendet und empfängt Chemische Signale an die umgebenden Gliazellen und Neuronen, beeinflussen Ihr Verhalten,“ Robel sagte. „Was wir beobachten ist, dass diese sehr feine Veränderungen in Astrozyten Funktion und Morphologie in der Gliom-Reaktion konnte eine sehr große Wirkung für den Patienten.“
Da mehr Forschung über astrozytären Reaktion auf Verletzungen, Krankheiten und Krebs veröffentlicht wird, Robel hofft, dass größere Muster entstehen.