Psichikos ir neurodegeneracinių sutrikimų šaknys, nustatytos vaisiaus smegenų ląstelių formavimesi

Kai kurių neuropsichiatrinių sutrikimų, tokių kaip autizmas, bipolinis sutrikimas ar depresija, taip pat kai kurių neurodegeneracinių ligų, tokių kaip Alzheimerio ir Parkinsono ligos, ištakos gali slypėti labai ankstyvame vaisiaus smegenų vystymosi etape. Tai yra anksčiau nei manyta anksčiau, teigiama žurnale „ Nature Communications“ paskelbtame Tyrimų instituto prie ligoninės del Mar ir Jeilio universiteto tyrime.

Darbas buvo skirtas „psichikos ligų priežasčių paieškai ankstyviausiose vaisiaus vystymosi stadijose, ypač smegenų kamieninėse ląstelėse“, – aiškina dr. Gabrielis Santpere, Miguel Servet programos tyrėjas ir Neurogenomikos tyrimų grupės, veikiančios Istituto Investigaciones Hospital del Mar Biomedicininės informatikos programoje, bendradarbiaujančios su Pompeu Fabra universitetu, koordinatorius.

Tam jie panaudojo beveik 3000 genų, susijusių su neuropsichiatrinėmis ligomis, neurodegeneracinėmis patologijomis ir žievės malformacijomis, sąrašą ir sumodeliavo jų keitimo poveikį ląstelėms, dalyvaujančioms smegenų vystymesi. Rezultatai rodo, kad daugelis šių genų jau funkcionuoja ankstyvuoju vaisiaus vystymosi laikotarpiu kamieninėse ląstelėse – pirmtakuose, kurie formuoja smegenis, sukuria neuronus ir juos palaikančias struktūras.

Tai pasiekti nebuvo lengva užduotis. Šį smegenų vystymosi etapą labai sunku tirti. Dėl šios priežasties tyrėjai sujungė daugybę duomenų iš žmonių ir pelių smegenų, taip pat duomenis iš in vitro ląstelių modelių.

Kaip pažymi dr. Nicola Micali, dr. Pasko Rakic laboratorijos Jeilio universitete asocijuotoji tyrėja ir tyrimo bendravadovė, „Mokslininkai paprastai tiria suaugusiųjų psichikos ligų genus, tačiau šiame darbe nustatėme, kad daugelis šių genų jau yra aktyvūs ankstyvuoju vaisiaus smegenų vystymosi laikotarpiu ir kad jų pokyčiai gali paveikti smegenų vystymąsi ir prisidėti prie psichikos sutrikimų vėlesniame gyvenime.“

Tyrime buvo modeliuojami konkretūs reguliavimo tinklai kiekvienam ląstelių tipui, dalyvaujančiam smegenų vystymesi, siekiant pamatyti, kaip analizuojamų genų, susijusių su skirtingomis smegenų ligomis, aktyvavimas arba deaktyvavimas veikia skirtingų stadijų pirmtakines ląsteles. Tai leido jiems stebėti kiekvieno geno svarbą skirtingų ligų sukeltų sutrikimų vystymuisi. Sąrašas svyruoja nuo mikrocefalijos ir hidrocefalijos iki autizmo, depresijos, bipolinio sutrikimo, anoreksijos ar šizofrenijos, taip pat apima Alzheimerio ir Parkinsono ligas.

Nustatyta, kad visos šios patologijos yra susijusios su genais, dalyvaujančiais ankstyviausiose smegenų vystymosi fazėse, kai aktyvios nervinės kamieninės ląstelės. „Mes nagrinėjame platų ligų, kuriomis gali sirgti smegenys, spektrą ir tiriame, kaip šiose būklėse dalyvaujantys genai elgiasi nervinėse kamieninėse ląstelėse“, – priduria Joelis Mato-Blanco, ligoninės del Mar tyrimų instituto tyrėjas.

Tuo pačiu metu jis atkreipia dėmesį, kad darbas „nustato laiko langus ir ląstelių tipus, kuriuose šių genų veikimas yra reikšmingiausias, nurodant, kada ir kur reikia nukreipti šių genų funkciją“.

Ši informacija „yra naudinga norint suprasti smegenų žievę paveikiančių ligų kilmę, tai yra, kaip genetiniai pokyčiai transformuojasi į šias patologijas“, – sako dr. Santpere.

Šių mechanizmų ir kiekvieno geno vaidmens kiekvienoje ligoje supratimas gali padėti sukurti tikslines terapijas, kurios nukreiptos į jas, atveriant galimybes genų terapijai ir individualizuotam gydymui.