Cząsteczki krążące we krwi, w tym hormony, mogą przechodzić przez barierę krew-mózg i docierać do ośrodkowego układu nerwowego. Gdy już się tam znajdą, wywierają różnorodny wpływ na funkcjonowanie neuronów. Jednym z procesów, stymulowanym bądź hamowanym przez czynniki pochodzące z krwi, jest neurogeneza – proces powstawania nowych komórek nerwowych. W poprzednich badaniach uzyskano wyniki świadczące o pozytywnym wpływie acetylowanej greliny (AG, ang. acylated ghrelin) na plastyczność komórek nerwowych hipokampa. Z tego względu zespół naukowców pod przewodnictwem dr Jeffa Daviesa ze Swansea University postanowił zająć się tematem tego hormonu. Grelina w krążeniu może występować również jako forma bez grupy acetylowej (UAG, ang. unacylated ghrelin), a jej rola w procesie neurogenezy nie została dotąd dokładnie opisana.
„W naszym poprzednim badaniu udowodniliśmy, że proces neurogenezy w hipokampie dorosłych osobników jest wzmagany przez restrykcję kaloryczną, a efekt ten zachodzi poprzez mechanizm zależny od AG” – piszą autorzy pracy. „Hormon ten posiada zdolność przechodzenia przez barierę krew-mózg. Łącząc się z odpowiednimi receptorami w hipokampie prowadzi do poprawy pamięci przestrzennej”.
Forma UAG stanowi około 80-90% całości greliny krążącej we krwi. Do tej pory uważana była za nieaktywny prekursor AG. Wciąż jednak pojawiają się dowody na to, że UAG działa jako hormon o funkcji przeciwnej do AG, a swój efekt wywiera poprzez przyłączenie się do nieodkrytego do tej pory receptora. Autorzy pracy opublikowanej na łamach czasopisma „Cell Reports Medicine” postanowili zbadać, czy UAG może wpływać na funkcje i plastyczność komórek nerwowych budujących hipokamp oraz czy poziom AG i UGA związany jest z występowaniem demencji u ludzi.
W pierwszym etapie doświadczeń przez 7 dni dorosłym myszom z grupy kontrolnej oraz gryzoniom pozbawionym enzymu przekształcającego grelinę do formy acetylowanej (GOAT, ang. ghrelin-O-acyltransferase) podawano UAG w postaci iniekcji dootrzewnowych. Do zbadania, jak nadmiar krążącej UAG wpłynie na plastyczność neuronalną, wykorzystano metodę barwień immunofluorescencyjnych. Wybarwiano białka będące markerami aktywności neuronalnej i neuroplastyczności. W kolejnym etapie myszy z obu grup poddano testom behawioralnym, badającym ich pamięć przestrzenną przed i po podaniu AG. Przeprowadzono również eksperymenty in vitro, podczas których komórki hipokampa traktowano zarówno AG, jak i UAG. Następnie oznaczano zdolność neuronów do proliferacji oraz oceniano ich przeżywalność. W ostatnim etapie badań skupiono się na pacjentach cierpiących na chorobę Parkinsona (PD, ang. Parkinson’s disease). Część z nich doświadcza również zaburzeń poznawczych, w tym zaburzeń pamięci. Aby sprawdzić, czy ten efekt może być zależny od greliny, oznaczano stosunek AG do UAG we krwi pacjentów z PD oraz we krwi osób cierpiących na PD ze zdiagnozowaną demencją (PDD, ang. Parkinson’s disease patients diagnosed with dementia). Wyniki porównywano do osób zdrowych. Dodatkowo oznaczano poziom ekspresji enzymu GOAT w warstwie komórek ziarnistych hipokampa tkanki mózgowej pobranej pośmiertnie od pacjentów z PD.
Naukowcy wykazali w tej pracy, że podniesiony poziom UAG we krwi prowadzi do zredukowania liczby nowych neuronów i ograniczenia plastyczności neuronalnej w hipokampie u gryzoni. Objawiało się to zaburzeniami pamięci przestrzennej podczas testów behawioralnych. Zakłócenia działania tego rodzaju pamięci u myszy pozbawionych GOAT zostały w pewnym stopniu odwrócone po podaniu im AG. Wyniki doświadczeń in vitro wykazały natomiast, że AG stymuluje komórki hipokampa do podziałów i zwiększa stopień przeżywalności nowopowstałych neuronów. Badacze odkryli, że to pozytywne działanie AG zachodzi za pośrednictwem neurotroficznego czynnika pochodzenia mózgowego (BDNF, ang. brain-derived neurotrophic factor). UAG nie hamował bezpośrednio podziału neuronów w hodowli in vitro – negatywny efekt na komórki wywierał poprzez inhibicję działania AG. W ostatnim etapie badań odkryto, że stosunek AG do UAG był obniżony tylko u pacjentów cierpiących na PD, u których zdiagnozowano również demencję. Zarówno u pacjentów z PD, jak i w grupie osób z PDD poziom GOAT obniżony był w warstwie komórek ziarnistych hipokampa.
