Insulinopodobne czynniki wzrostu (ang. insulin-like growth factor, IGF) są białkami, które pełnią ważną rolę w regulacji wzrostu i różnicowania komórek. IGF-1 i IGF-2 to główne czynniki insulinopodobne wzrostu. Hormony te są produkowane zarówno w mózgu, jak i w innych tkankach organizmu, np. w wątrobie. Jak się okazuje, wpływają one na plastyczność neuronalną i synaptyczną. IGF-1 i IGF-2 biorą udział w podziałach komórek macierzystych i progenitorowych w mózgu. Dzięki tej właściwości czynniki insulinopodobne mogą promować neurogenezę oraz tworzenie nowych struktur nerwowych, w tym rozwój dendrytów i synaps. Ponadto hormony te chronią neurony przed apoptozą, co jest istotne dla utrzymania istniejących połączeń nerwowych. Badania przeprowadzone przez naukowców z Instytutu Neurobiologii im. Maxa Plancka na Florydzie zidentyfikowały mechanizm wyjaśniający, w jaki sposób insulinopodobne czynniki wzrostu wpływają na procesy plastyczności w mózgu.
Aby zrozumieć, jak IGF-1 i IGF-2 promują zdrowie mózgu, naukowcy zbadali sygnalizację związaną z tymi czynnikami w hipokampie, czyli obszarze mózgu, który ma kluczowe znaczenie dla uczenia się i zapamiętywania. W szczególności chcieli dowiedzieć się, czy sygnalizacja ta była aktywna podczas zachodzenia procesów tworzenia się nowych połączeń pomiędzy neuronami. W tym celu naukowcy opracowali bioczujnik, który wykrywał pobudzenie receptora IGF-1, obrazując aktywność szlaku sygnałowego związanego z plastycznością. Badacze zaobserwowali, że podczas trwania procesów plastyczności synaptycznej receptor IGF-1 był silnie aktywowany w pobliskich synapsach wzmacniających. Ponadto odkryli, że w obrębie hipokampa jedna grupa neuronów piramidowych wytwarzała IGF-1, inna zaś IGF-2. Wykazano, że czynniki te wiążą się ze swoistymi receptorami, aktywując sygnały, które modulują wzrost i aktywność neuronów. Kiedy naukowcy zakłócili zdolność neuronów do wytwarzania IGF, aktywacja receptora IGF-1 została zablokowana. Zahamowanie tego szlaku sygnalizacyjnego może być przyczyną nieprawidłowości w przebiegu plastyczności neuronalnej i synaptycznej.
Poznanie mechanizmu, poprzez który insulinopodobne czynniki wzrostu wspierają plastyczność mózgu, może prowadzić do opracowania nowych terapii ukierunkowanych na leczenie uszkodzeń mózgu, schorzeń neurodegeneracyjnych oraz zaburzeń psychicznych.
