Slične genetske promene u dva različita tipa moždanih ćelija mogu doprineti kognitivnom oštećenju kod šizofrenije i starenja.
Američki istraživači su ispitali ekspresiju gena u više od milion moždanih ćelija prikupljenih postmortalno od 191 donora. Utvrđeno je da oni sa šizofrenijom i stariji odrasli imaju komparativno smanjenu ekspresiju specifičnih gena u neuronima i ćelijama koje podržavaju zvane astrociti.
„Nauka se često fokusira na to koje gene svaki tip ćelije izražava sam za sebe“, objašnjava Stiv Mekerol, genomski neurobiolog sa Instituta Broad MIT-a i Harvarda.
„Ovi tipovi ćelija ne deluju kao nezavisni entiteti, već imaju zaista blisku koordinaciju. Snaga tih odnosa nam je oduzimala dah.“
Naučnici su nazvali ove sinhronizovane promene – uključene u ‘komunikacione čvorove’ zvane sinapse – Sinaptički neuronski i astrocitni program (SNAP). Sada kada znamo da SNAP postoji, možda ćemo moći da razvijemo načine za zaštitu kognitivnih sposobnosti i lečenje opadanja starenja i šizofrenije.
„Naši rezultati sugerišu da ovi odnosi između šizofrenije i starenja proizilaze iz zajedničkih ćelijskih i molekularnih promena“, pišu autori.
Da bi pažljivo pogledali kako se naši mozgovi prirodno razlikuju, McCarroll i kolege su koristili sekvenciranje RNK sa jednim jezgrom i obučili model veštačke inteligencije da ispitaju aktivnost gena u pojedinačnim ćelijama.
„Da bismo otkrili koordinaciju između astrocita i neurona kod šizofrenije i starenja, morali smo da proučimo uzorke tkiva od veoma velikog broja pojedinaca“, kaže neuronaučnik Sabina Bereta sa Instituta Broad, jedan od viših autora zajedno sa Mekkerolom.
Oni su posmatrali ćelije iz prefrontalnog korteksa 94 osobe sa šizofrenijom i 97 osoba bez bolesti u dobi između 22 i 97 godina. Ovo područje mozga igra ulogu u različitim složenim kognitivnim procesima i izvršnim funkcijama.
Otkrili su da kada neuroni pojačaju aktivnost gena povezanih sa sinapsama, astrociti su se pridružili i počeli da aktiviraju ekspresiju specifične SNAP grupe gena. I ova aktivnost je koordinirana kada je smanjena i genetska ekspresija.
U prošlosti, studije su otkrile da astrociti kontrolišu gene odgovorne za stvaranje holesterola, što je ključno za izgradnju sinapse. Smanjena proizvodnja holesterola primećena je na mišjim modelima moždanih poremećaja koji uključuju kognitivni pad i strukturne promene u mozgu.
„Nauka odavno zna da su neuroni i sinapse važni u riziku od šizofrenije“, objašnjava prvi autor Emi Ling, neuronski biolog sa Instituta Broad.
„Ali postavljajući pitanje na drugačiji način – pitajući koje gene svaki tip ćelije dinamički reguliše – otkrili smo da su i astrociti verovatno uključeni.“
Otkrili su da se SNAP razlikuje i kod zdravih mladih ljudi, povećavajući ili smanjujući ekspresiju, ali je uvek koordinisan između astroktije i neurona. Kod mnogih starijih osoba, uključujući one sa i bez šizofrenije, SNAP se značajno smanjio.
Mozak čisti stare sinapse i formira nove, što se smatra da čini naš mozak prilagodljivijim, a istraživanja su povezala rizik od šizofrenije sa genima koji doprinose sinaptičkoj funkciji.
Takođe je poznato da je genetski rizik za šizofreniju povezan sa smanjenom spoznajom kod starijih ljudi, a šizofrenija povećava šanse osobe za razvoj demencije kasnije u životu.
Kao i kod mnogih neuroloških stanja, osnovni uzroci šizofrenije su složeni i nisu jasni, iako se čini da su uključeni višestruki genetski, ekološki i biološki faktori.
Dugoročni simptomi, kao što su halucinacije i kognitivni problemi, često se pojavljuju u ranom odraslom dobu. Trenutni lekovi prvenstveno leče halucinacije, tako da su nam potrebni tretmani za druge simptome iscrpljujućeg poremećaja.
Nadamo se da pronalaženje faktora ili terapija koje pojačavaju SNAP može ublažiti kognitivne simptome kod pacijenata sa šizofrenijom i pomoći opštoj populaciji da održi kognitivne funkcije u starijoj dobi.
Istraživači proučavaju da li bipolarni poremećaj, depresija i druga stanja imaju slične promene i planiraju da pogledaju SNAP u više regiona mozga.
Istraživanje je objavljeno u časopisu Nature.
