Nervevekstfaktorer

Nervevekstfaktorer (NGF) er en klasse små proteiner som er avgjørende for utvikling, overlevelse, vedlikehold og regenerering av nevroner. De tilhører en større familie av molekyler kalt nevrotrofiner, som fungerer som signalmolekyler for nervesystemet. Den første og mest kjente av disse er selve Nerve Growth Factor, oppdaget av Rita Levi-Montalcini og Stanley Cohen. For dette funnet ble de tildelt Nobelprisen i fysiologi eller medisin i 1986. Arbeidet deres etablerte det grunnleggende prinsippet om at målvev skiller ut begrensede mengder av disse faktorene. Dette skaper et konkurransemiljø der bare nevroner som klarer å knytte forbindelser og motta støtte, overlever.

Virkningsmekanismen til NGF innebærer en presis signalprosess. Målceller, for eksempel i en muskel eller kjertel, frigjør NGF til nærmiljøet sitt. Nærliggende nerveender (aksoner) har spesifikke reseptorer på overflaten, hovedsakelig Tropomyosin receptor kinase A (TrkA). Når NGF bindes til denne reseptoren, blir hele komplekset tatt opp i nevronet og transportert tilbake langs aksonet til cellekroppen. Denne prosessen, kjent som retrograd transport, utløser en kaskade av intracellulære signaler. Signalene aktiverer gener som fremmer celleoverlevelse ved å hemme programmert celledød (apoptose), stimulere vekst og forgrening av aksoner og dendritter, og opprettholde generell nevronal helse.

Nervevekstfaktorer er de prototypiske medlemmene av nevrotrofinfamilien, som også omfatter brain-derived neurotrophic factor (BDNF), neurotrophin-3 (NT-3) og neurotrophin-4 (NT-4). Hvert nevrotrofin bindes fortrinnsvis til sin egen spesifikke reseptor. Dette gir målrettet støtte til ulike nevronpopulasjoner. NGF støtter først og fremst sympatiske og sensoriske nevroner, mens BDNF er avgjørende for nevroner i hippocampus, hjernebarken og lillehjernen. Dette er regioner som er sentrale for hukommelse og læring. Begrepet «nevrotrof støtte» er en hjørnestein i utviklingsnevrobiologien og forklarer hvordan den intrikate koblingen i nervesystemet finslipes. Under utviklingen produseres et overskudd av nevroner. Bare de som danner funksjonelle forbindelser og mottar tilstrekkelig trofisk faktor fra målcellene sine, opprettholdes. Resten elimineres.

Oppdagelsen og forståelsen av nervevekstfaktorer har dyptgripende betydning for medisinen, særlig innen nevrologien. Redusert nevrotrof støtte er involvert i utviklingen av flere nevrodegenerative sykdommer, blant annet Alzheimers sykdom, Parkinsons sykdom og amyotrofisk lateralsklerose (ALS). Tap av bestemte nevronpopulasjoner er et kjennetegn ved disse sykdommene. NGF og beslektede molekyler er derfor et viktig fokus for terapeutisk forskning. Forskere utforsker strategier for å levere NGF eller legemidler som etterligner effekten, til skadde områder av nervesystemet. Målet er å forhindre nevrontap, fremme regenerering etter skade (som ryggmargsskade eller perifer nevropati) og eventuelt bremse utviklingen av nevrodegenerasjon. Betydelige utfordringer gjenstår likevel. Det er vanskelig å frakte disse store proteinene over blod-hjerne-barrieren, og bivirkninger må håndteres, siden NGF også kan gi smerte ved å sensitivere sensoriske nevroner.