Garīgo un neirodeģeneratīvo traucējumu saknes atrodamas augļa smadzeņu šūnu veidošanā

Dažu neiropsihiatrisku traucējumu, piemēram, autisma, bipolāru traucējumu vai depresijas, kā arī dažu neirodeģeneratīvu slimību, piemēram, Alcheimera slimības un Parkinsona slimības, pirmsākumi varētu būt meklējami ļoti agrā augļa smadzeņu attīstības stadijā. Tas ir, agrāk nekā iepriekš uzskatīts, liecina pētījums, ko veica Pētniecības institūts slimnīcā Del Mar un Jeilas universitātē un kas publicēts žurnālā Nature Communications.

Darbs bija vērsts uz “garīgo slimību cēloņu atrašanu augļa attīstības agrīnākajos posmos, īpaši smadzeņu cilmes šūnās”, skaidro Dr. Gabriels Santpere, Migela Serveta programmas pētnieks un Istituto Investigaciones Hospital del Mar Biomedicīnas informātikas programmas neirogenomikas pētījumu grupas koordinators, kas ir sadarbības grupa ar Pompeu Fabras universitāti.

Lai to izdarītu, viņi izmantoja gandrīz 3000 gēnu sarakstu, kas saistīti ar neiropsihiatriskām slimībām, neirodeģeneratīvām patoloģijām un kortikālām malformācijām, un modelēja to izmaiņu ietekmi uz šūnām, kas iesaistītas smadzeņu attīstībā. Rezultāti liecina, ka daudzi no šiem gēniem jau darbojas augļa attīstības sākumā cilmes šūnās - prekursoros, kas veido smadzenes, radot neironus un struktūras, kas tos atbalsta.

To sasniegt nebija viegls uzdevums. Šo smadzeņu attīstības posmu ir ļoti grūti pētīt. Šī iemesla dēļ pētnieki apkopoja bagātīgu datu apjomu no cilvēku un peļu smadzenēm, kā arī datus no in vitro šūnu modeļiem.

Kā atzīmē Dr. Nikola Mikali, asociētā pētniece Dr. Pasko Rakika laboratorijā Jeilas Universitātē un pētījuma līdzvadītāja, "zinātnieki parasti pēta pieaugušo garīgo slimību gēnus, taču šajā darbā mēs atklājām, ka daudzi no šiem gēniem jau ir aktīvi augļa smadzeņu attīstības sākumā un ka izmaiņas tajos var ietekmēt smadzeņu attīstību un veicināt garīgos traucējumus vēlāk dzīvē."

Pētījumā tika modelēti specifiski regulatorie tīkli katram šūnu tipam, kas iesaistīts smadzeņu attīstībā, lai noskaidrotu, kā analizēto gēnu, kas saistīti ar dažādām smadzeņu slimībām, aktivācija vai deaktivācija ietekmē cilmes šūnas dažādos posmos. Tas ļāva viņiem novērot katra gēna nozīmi tādu traucējumu attīstībā, kas izraisa dažādas slimības. Saraksts aptver gan mikrocefāliju un hidrocefāliju, gan autismu, depresiju, bipolārus traucējumus, anoreksiju vai šizofrēniju, un ietver arī Alcheimera un Parkinsona slimības.

Ir atklāts, ka visas šīs patoloģijas ir saistītas ar gēniem, kas iesaistīti smadzeņu attīstības agrīnākajās fāzēs, kad ir aktīvas neironu cilmes šūnas. "Mēs aptveram plašu slimību klāstu, no kurām var ciest smadzenes, un pētām, kā šajos stāvokļos iesaistītie gēni uzvedas neironu cilmes šūnās," piebilst Džoels Mato-Blanko, pētnieks Pētniecības institūtā slimnīcā del Mar.

Vienlaikus viņš norāda, ka darbs "identificē laika logus un šūnu tipus, kuros šo gēnu darbība ir visnozīmīgākā, norādot, kad un kur mērķēt šo gēnu funkciju".

Šīs informācijas iegūšana "ir noderīga, lai izprastu smadzeņu garozu ietekmējošo slimību izcelsmi, proti, kā ģenētiskās izmaiņas tiek pārveidotas par šīm patoloģijām," saka Dr. Santpere.

Izpratne par šiem mehānismiem un katra gēna lomu katrā slimībā var palīdzēt izstrādāt mērķtiecīgas terapijas, kas ir vērstas uz tiem, paverot iespējas gēnu terapijai un personalizētai ārstēšanai.