Nevrotrofe faktorer

Nevrotrofe faktorer er en familie proteiner som støtter vekst, overlevelse og differensiering av nerveceller under utvikling og i moden alder. Disse signalmolekylene er avgjørende for at nervesystemet skal fungere gjennom hele livet. De skilles ut av målvev, som muskler eller andre nevroner, og binder seg til spesifikke reseptorer på overflaten av nervecellene. Dette utløser intracellulære signalkaskader som regulerer genuttrykk. Prosessen forhindrer apoptose (programmert celledød), fremmer utvekst av aksoner og dendritter (nevrittvekst), og støtter dannelse og vedlikehold av synapser, de avgjørende koblingene mellom nerveceller.

Oppdagelsen av det første slike molekylet, Nerve Growth Factor (NGF), av Rita Levi-Montalcini og Stanley Cohen på 1950-tallet, var en milepæl innen nevrovitenskap. Den ga dem Nobelprisen i fysiologi eller medisin i 1986. Siden den gang har flere andre familier blitt identifisert. Den mest studerte er nevrotrofin-familien, som omfatter NGF, Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF), Neurotrophin-3 (NT-3) og Neurotrophin-4/5 (NT-4/5). Andre viktige grupper er Glial cell line-Derived Neurotrophic Factor (GDNF)-familien og ciliary neurotrophic factor (CNTF)-familien, som hver virker på ulike populasjoner av nerveceller.

I den bredere sammenhengen av utviklingsbiologi spiller nevrotrofe faktorer en kritisk rolle i formingen av nervesystemet. Under utviklingen produseres et overskudd av nevroner, og disse må konkurrere om en begrenset mengde nevrotrofe faktorer som frigjøres fra målcellene. Bare de som klarer å etablere forbindelser og motta tilstrekkelig trofisk støtte, overlever. Resten elimineres. Denne konkurransemekanismen sikrer at de endelige nevrale kretsene blir presise og effektive. I den voksne hjernen går disse faktorene fra en rolle i utvikling til en rolle i vedlikehold. De støtter nevronenes helse, synaptisk plastisitet (det cellulære grunnlaget for læring og hukommelse) og reparasjonsprosesser etter skade eller sykdom.

Nevrotrofe faktorer har stor betydning for menneskers helse. Forstyrret regulering eller mangler i signalveiene deres er involvert i en rekke nevrologiske og psykiatriske lidelser. For eksempel er reduserte nivåer av BDNF sterkt knyttet til alvorlig depressiv lidelse. Degenerasjonen av spesifikke nevronpopulasjoner ved Alzheimers sykdom og Parkinsons sykdom er assosiert med henholdsvis tap av støtte fra faktorer som NGF og GDNF. Denne sammenhengen har gjort nevrotrofe faktorer til et sentralt forskningsområde innen terapi. Forskere utforsker strategier for å levere disse proteinene direkte til hjernen, eller for å utvikle legemidler som kan etterligne effektene deres. Dette kan gi nye behandlingsmuligheter for nevrodegenerative sykdommer, nerveskader og psykisk sykdom. Betydelige utfordringer gjenstår likevel som aktive forskningsområder, som å få disse store molekylene over blod-hjerne-barrieren.