Dopamin styr nybildningen av nervceller i hjärnan

Den nya kunskapen kan på sikt bidra till bland annat nya behandlingar mot neurodegenerativa sjukdomar som till exempel Parkinsons sjukdom.

Studien är gjord med hjälp av salamandrar som, till skillnad från däggdjur, fullt återhämtar sig från ett tillstånd som liknar Parkinsons sjukdom inom loppet av fyra veckor. Parkinsons sjukdom är en neurodegenerativ sjukdom som kännetecknas av att dopaminproducerande nervceller i mellanhjärnan dör. Salamandern återskapar samtliga förlorade dopaminproducerande nervceller, och forskarna frågade sig hur salamanderns hjärna känner av att dessa celler saknas i hjärnan. Denna fråga är grundläggande eftersom det har varit okänt hur nybildningen av nervceller kommer igång och varför inte processen fortsätter när det korrekta antalet nervceller har återbildats.

Det visade sig att stamcellerna hos salamandern aktiveras automatisk när koncentrationen av dopamin sjunker till följd av att de dopaminproducerande nervcellerna dör. Dopamin fungerar alltså som en konstant broms för stamceller.

– Den medicin som man ofta ger till Parkinsonpatienter är L-dopa, som i sin tur omvandlas till dopamin i hjärnan. När salamandrarna behandlades med L-dopa förhindrades nybildningen av dopaminproducerande nervceller nästan fullständigt och djuren kunde inte återhämta sig. Men det omvända gäller också. Om man blockerar dopaminsignaleringen, föds det nya nervceller utan att de egentligen behövs, säger Andras Simon, som lett studien vid institutionen för cell- och molekylärbiologi.

Liksom hos däggdjur är nybildningen av nervceller i salamanderns mellanhjärna i stort sett obefintlig under normala förhållanden. Därför kan man med hjälp av att studera salamandern förstå hur nybildningen av nervceller kan komma igång när den en gång har avstannat, och hur den stannar av igen när inga fler nervceller behövs. Det är just i denna reglering som dopamin verkar spela en avgörande roll. Många observationer tyder också på att liknande regleringsmekanismer är aktiva även hos andra djurarter. Fortsatta jämförande studier kan leda till ökad förståelse av hur signalsubstanserna styr stamcellerna i hjärnan, vilket på lång sikt kan bidra till att nya behandlingar för neurodegenerativa sjukdomar utvecklas.

– Ett sätt att försöka reparera hjärnan i framtiden är att stimulera de stamceller som finns där. Det är ett av de perspektiv i vilket vår studie är intressant och man bör undersöka om inte L-dopa, som idag används för att behandla Parkinsonspatienter, kan förhindra en sådan process hos andra arter inklusive oss människor. Ett annat perspektiv är hur mediciner som blockerar dopaminsignaleringen och som används in samband med andra sjukdomar, exempelvis psykoser, påverkar stamcellsdynamiken i hjärnan, säger Andras Simon.

Salamandrar är en form av groddjur, mest kända för egenskapen att förlorade kroppsdelar som svans och ben växer ut igen.

Publikation: “Dopamine Controls Neurogenesis in the Adult Salamander Midbrain in Homeostasis and during Regeneration of Dopamine Neurons”, Anders A Berg, Matthew Kirkham, Heng Wang, Jonas Frisén & Andras Simon, Cell Stem Cell, online 7 April 2011.

Bild: Andras Simon, foto av Ulf Sirborn

Kontaktinformation
För frågor, kontakta:
Andras Simon, med dr
Tel: 073-9044040
E-post: andras.simon@ki.se