Az az elképzelés, hogy az idegrendszer csak a szinapszisokon, azaz a szomszédos idegsejtek kapcsolódásain keresztül továbbítja az üzeneteket egyik idegsejtről a másikra, egyre inkább megkérdőjeleződik. Nemrégiben két tanulmány is megjelent, amelyek szerzői arról értekeznek, hogy a Caenorhabditis elegans fonálféreg egyfajta „vezeték nélküli” idegi hálózaton keresztül juttat el az üzenetek a nagyobb távolságra lévő sejtek között.
Ilyen kommunikációra úgy kerülhet sor, hogy az egyik idegsejtből felszabaduló neuropeptideket nem a szomszédos idegsejt veszi fel, és értelmezi, hanem egy távolabbi neuron. A kutatók mostanáig nem igazán tudták felmérni ennek a fajta távkommunikációnak a mértékét, de a Nature és a Neuron szaklapokban megjelent új tanulmányokban most először feltérképezték a neuropeptid-kommunikáció teljes hálózatát egy modellorganizmusban.
A kutatók korábban elsősorban az agy anatómiai alapú szinaptikus hálózata, a konnektom feltérképezésére koncentráltak, amikor a központi idegrendszer működését próbálták megfejteni. William Schafer, az MRC Laboratory of Molecular Biology (Cambridge, Egyesült Királyság) idegkutatója azonban a neuropeptidek szerepét kezdte vizsgálni, amelyeket sokáig csupán segédanyagoknak tekintettek az idegrendszeri üzenetküldésben. Eleinte a legtöbben úgy gondolták, hogy a kommunikáció ilyen módja legfeljebb véletlenszerű lehet: a neuropeptidek egy levesben úsznak, és néha eljutnak egy távoli neuronhoz, de hálózatról túlzás lenne beszélni, mondja Schafer.
A szakértő és kollégái elemezték, hogy a C. elegans idegrendszerében mely neuronok fejeznek ki bizonyos neuropeptid-géneket, és melyek fejezik ki az egyes neuropeptidek receptorainak génjeit. Ezen adatok alapján a csapat megjósolta, hogy mely idegsejtpárok kommunikálhatnak egymással szinapszisok nélkül. Az eredmények alapján a kutatók felvázolták a féreg vezeték nélküli idegi kapcsolatainak potenciális térképét, és meglepően sűrű összeköttetéseket találtak, amelyek ráadásul nagyon eltérnek a C. elegans agyának anatómiai „kapcsolási rajzától”.
Egy másik kutatás keretében Andrew Leifer, a Princeton Egyetem idegkutatója és társai a neuronális aktivitás mérésével vizsgálták, hogyan terjednek a jelek a C. elegansban, amivel szintén sikerült feltárniuk a vezeték nélküli hálózat jelentős hozzájárulását a sejtek közti kommunikációban. A csapat optogenetikai módszerekkel egyenként aktiválta a C. elegans 302 neuronjának mindegyikét, majd leképezték, hogyan terjednek köztük a jelek.
Az általuk létrehozott aktivitási térkép sem követte azt, amit a C. elegans esetében pusztán az ismert konnektom alapján megjósoltak volna – így erősen gyanították, hogy a neuropeptid-kommunikáció lehet a kirakós hiányzó darabja. Ezt követően olyan génmódosított férgeket hoztak létre, amelyekből hiányzott az ilyen típusú jelátvitelhez nélkülözhetetlen egyik fehérje, és amikor ezt követően aktiválták a féreg sejtjeit, sok korábban aktivált sejt néma maradt. Ez arra utalhat, hogy korábban valóban a vezeték nélküli kommunikáció aktiválta ezeket az idegsejteket.
Isabel Beets, a Leuveni Katolikus Egyetem idegkutatója, a második tanulmány egyik szerzője szerint nagyon úgy tűnik, hogy a neuropeptides jelátvitel ugyanolyan fontos, összetett és talán még változatosabb is, mint a szinaptikus jelátviteli hálózat. Schafer és kollégái a következő lépésben hasonló vizsgálatokat terveznek más szervezetekben azzal a céllal, hogy feltárják, hogyan járul hozzá a neuropeptid-hálózat a „vezetékes” szinaptikus hálózattal együtt a szervezet viselkedéséhez.
