Αλτσχάιμερ και σχιζοφρένεια: Τι αποκαλύπτει νέος χάρτης του εγκεφάλου

Ένας μεγάλης κλίμακας χάρτης της γονιδιακής δραστηριότητας στον προμετωπιαίο φλοιό αποκαλύπτει πώς αλλάζουν διαφορετικοί τύποι εγκεφαλικών κυττάρων με την ηλικία και τη νόσο. Οι ερευνητές ανέλυσαν περισσότερους από 6,3 εκατομμύρια κυτταρικούς πυρήνες από 1.494 δότες, εντοπίζοντας κοινά αλλά και διακριτά μοριακά χαρακτηριστικά σε νευρολογικές και ψυχιατρικές παθήσεις.

Τι κοινό μπορεί να έχουν, σε μοριακό επίπεδο, η νόσος Αλτσχάιμερ, η νόσος Πάρκινσον και η σχιζοφρένεια; Και γιατί άνθρωποι με παρόμοιες βλάβες στον εγκέφαλο δεν εμφανίζουν πάντα την ίδια γνωστική έκπτωση;

Η ερευνητική κοινοπραξία PsychAD επιχειρεί να απαντήσει σε τέτοια ερωτήματα με έναν λεπτομερή χάρτη της γονιδιακής δραστηριότητας σε διαφορετικά εγκεφαλικά κύτταρα. Η ανάλυση βασίστηκε σε μεταθανάτια δείγματα από 1.494 ανθρώπους, ηλικίας από τη βρεφική ηλικία έως τα 108 έτη, με διαφορετική γενετική καταγωγή. Περιλάμβανε τόσο ανθρώπους χωρίς καταγεγραμμένη εγκεφαλική διαταραχή όσο και ανθρώπους με νευροεκφυλιστικές ή ψυχιατρικές παθήσεις. Τα ευρήματα παρουσιάζονται σε σειρά εννέα δημοσιεύσεων στα περιοδικά Nature και Nature Portfolio.

Γιατί οι επιστήμονες μελέτησαν τον προμετωπιαίο φλοιό

Η ανάλυση επικεντρώθηκε στον ραχιοπλάγιο προμετωπιαίο φλοιό, περιοχή στο πρόσθιο τμήμα του εγκεφάλου που συμμετέχει σε λειτουργίες όπως ο σχεδιασμός, η μνήμη εργασίας και η λήψη αποφάσεων. Η λειτουργία της επηρεάζεται από τη γήρανση και από πολλές από τις παθήσεις που εξέτασαν οι ερευνητές.

Αντί να μετρήσουν τη μέση γονιδιακή δραστηριότητα σε ένα κομμάτι ιστού, οι επιστήμονες ανέλυσαν περισσότερους από 6,3 εκατομμύρια κυτταρικούς πυρήνες. Έτσι μπόρεσαν να διακρίνουν τι συμβαίνει σε νευρώνες, κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος του εγκεφάλου, υποστηρικτικά κύτταρα και κύτταρα που σχετίζονται με τα αγγεία. Ο χάρτης λειτουργεί ως ερευνητικό σημείο αναφοράς για συγκρίσεις ανάμεσα στη φυσιολογική γήρανση και στη νόσο.

Κοινές αλλαγές στη νόσο Αλτσχάιμερ και άλλες παθήσεις

Οι ερευνητές εντόπισαν μοριακές αλλαγές που εμφανίζονται σε περισσότερες από μία διαταραχές, καθώς και αλλαγές που συνδέονται πιο στενά με συγκεκριμένες παθήσεις. Ισχυρότερες ομοιότητες στη γονιδιακή δραστηριότητα προέκυψαν ανάμεσα στη νόσο Αλτσχάιμερ, τη νόσο Πάρκινσον, την αγγειακή άνοια και την άνοια με σωμάτια Lewy.

Οι συγκρίσεις ανέδειξαν τη συμμετοχή νευρώνων, ανοσολογικών μηχανισμών και αγγειακών κυττάρων. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η μικρογλοία, τα κύτταρα που αποτελούν μέρος της άμυνας του εγκεφάλου. Οι ομοιότητες αυτές βοηθούν τους επιστήμονες να επιλέξουν ποια βιολογικά μονοπάτια αξίζει να μελετήσουν περαιτέρω· δεν αποδεικνύουν ότι όλες οι παθήσεις έχουν την ίδια αιτία.

Τι σημαίνει το εύρημα για την ηλικία των 24 ετών

Σε ξεχωριστή ανάλυση της σειράς, οι ερευνητές μελέτησαν περισσότερα από 1,3 εκατομμύρια κύτταρα από 284 δότες χωρίς καταγεγραμμένη νευρολογική ή ψυχιατρική διάγνωση. Η υποομάδα αυτή κάλυπτε ηλικίες από τη βρεφική ηλικία έως τα 97 έτη και επέτρεψε τη χαρτογράφηση αλλαγών στον προμετωπιαίο φλοιό κατά τη διάρκεια της ζωής.

Τα δεδομένα έδειξαν έντονη αναδιαμόρφωση στα πρώτα χρόνια, σχετική σταθερότητα σε μεγάλο μέρος της ενήλικης ζωής και νέες αλλαγές αργότερα, ιδιαίτερα σε υποστηρικτικά και ανοσολογικά κύτταρα. Οι επιστήμονες εντόπισαν γύρω στα 24 έτη ένα στατιστικό σημείο καμπής, μετά το οποίο οι μεταβολές στη σύνθεση πολλών κυτταρικών πληθυσμών μειώνονται αισθητά. Αυτό δεν σημαίνει ότι ο εγκέφαλος ολοκληρώνει την ανάπτυξή του ακριβώς στα 24 ούτε ότι τότε αρχίζει η έκπτωση. Άλλες εγκεφαλικές διεργασίες συνεχίζουν να αλλάζουν σε όλη τη ζωή.

Ο βιολογικός ρυθμός του εγκεφάλου αλλάζει με την ηλικία

Η ομάδα εξέτασε επίσης τη δραστηριότητα γονιδίων που ακολουθούν ημερήσιους ρυθμούς. Αξιοποιώντας τον γνωστό χρόνο θανάτου δοτών, αναζήτησε ενδείξεις 24ωρων μοτίβων στη γονιδιακή δραστηριότητα διαφορετικών τύπων κυττάρων.

Στους νεότερους και μεσήλικες ενήλικες, οι ερευνητές βρήκαν πιο συντονισμένα μοτίβα στους νευρώνες. Στις μεγαλύτερες ηλικίες, τα μοτίβα αυτά εξασθενούσαν, ενώ μεταβαλλόταν η δραστηριότητα άλλων κυτταρικών πληθυσμών. Το εύρημα θέτει νέα ερωτήματα για τη σχέση γήρανσης και βιολογικού ρολογιού· δεν δείχνει ακόμη αν μια παρέμβαση στους ρυθμούς αυτούς μπορεί να προστατεύσει τον εγκέφαλο.

Γενετικός κίνδυνος και ανθεκτικότητα στη νόσο Αλτσχάιμερ

Άλλες εργασίες της κοινοπραξίας συνέδεσαν κληρονομικές γενετικές παραλλαγές με συγκεκριμένους τύπους εγκεφαλικών κυττάρων και με τη ρύθμιση της δραστηριότητας γονιδίων. Αυτή η προσέγγιση βοηθά τους ερευνητές να εξετάσουν πού μπορεί να επιδρά ένας γενετικός παράγοντας κινδύνου, αντί να γνωρίζουν μόνο ότι σχετίζεται στατιστικά με μια πάθηση.

Στη νόσο Αλτσχάιμερ, οι αναλύσεις ανέδειξαν επίσης διαφορές ανάμεσα σε ανθρώπους με την ίδια διάγνωση. Οι επιστήμονες μελέτησαν κυτταρικά χαρακτηριστικά που σχετίζονται με τη γνωστική έκπτωση, την κατάθλιψη και τη διατήρηση των γνωστικών λειτουργιών παρά την παρουσία παθολογικών αλλοιώσεων. Ορισμένα ευρήματα δείχνουν προς διεργασίες που αφορούν την κυτταρική ενέργεια, αλλά οι πιθανοί προστατευτικοί μηχανισμοί χρειάζονται περαιτέρω έλεγχο.

Τι μπορεί να προσφέρει ο νέος χάρτης στις θεραπείες

Ο χάρτης δίνει στους επιστήμονες τη δυνατότητα να αναζητήσουν πιο συγκεκριμένους θεραπευτικούς στόχους: ποια βιολογική διεργασία αλλάζει, σε ποιο κύτταρο και σε ποιο στάδιο της νόσου. Μπορεί ακόμη να βοηθήσει στην κατανόηση του γιατί δύο άνθρωποι με την ίδια διάγνωση ακολουθούν διαφορετική πορεία.

Προς το παρόν, πρόκειται για ερευνητικό εργαλείο, όχι για διαγνωστική εξέταση ή νέα θεραπεία. Επειδή οι αναλύσεις βασίστηκαν σε μεταθανάτια δείγματα, οι συσχετίσεις που εντοπίστηκαν δεν αποδεικνύουν από μόνες τους ποια κυτταρική αλλαγή προκαλεί μια πάθηση. Το επόμενο βήμα είναι η πειραματική διερεύνηση των μηχανισμών που ξεχώρισαν οι ερευνητές.

 

 

Πηγη: https://healthpharma.gr