Korene duševných a neurodegeneratívnych porúch nachádzajúce sa vo formovaní mozgových buniek plodu

Pôvod niektorých neuropsychiatrických porúch, ako je autizmus, bipolárna porucha alebo depresia, ako aj niektorých neurodegeneratívnych ochorení, ako je Alzheimerova choroba a Parkinsonova choroba, môže ležať veľmi skoro vo vývoji mozgu plodu. Teda skôr, ako sa doteraz predpokladalo, podľa štúdie Inštitútu pre výskum v nemocnici Hospital del Mar a Yale University, publikovanej v časopise Nature Communications.

Práca sa zamerala „na nájdenie pôvodu duševných chorôb v najskorších štádiách vývoja plodu, najmä v mozgových kmeňových bunkách,“ vysvetľuje Dr. Gabriel Santpere, výskumník v programe Miguel Servet a koordinátor výskumnej skupiny neurogenomiky v programe biomedicínskej informatiky v Istituto Investigaciones Hospital del Mar, skupine spolupracujúcej s Univerzitou Pompeu Fabra.

Na tento účel použili zoznam takmer 3 000 génov spojených s neuropsychiatrickými ochoreniami, neurodegeneratívnymi patológiami a kortikálnymi malformáciami a modelovali vplyv ich zmeny na bunky zapojené do vývoja mozgu. Výsledky ukazujú, že mnohé z týchto génov fungujú už v ranom štádiu fetálneho vývoja v kmeňových bunkách – prekurzoroch, ktoré formujú mozog, vytvárajú neuróny a štruktúry, ktoré ich podporujú.

Dosiahnuť to nebola jednoduchá úloha. Túto fázu vývoja mozgu je veľmi ťažké študovať. Z tohto dôvodu výskumníci zhromaždili množstvo údajov z ľudských a myších mozgov, ako aj údaje z bunkových modelov in vitro.

Ako poznamenáva Dr. Nicola Micali, výskumná pracovníčka v laboratóriu Dr. Paska Rakica v Yale a spoluvedúca štúdie: „Vedci zvyčajne študujú gény duševných chorôb u dospelých, ale v tejto práci sme zistili, že mnohé z týchto génov sú aktívne už v ranom štádiu vývoja mozgu plodu a že zmeny v nich môžu ovplyvniť vývoj mozgu a prispieť k duševným poruchám neskôr v živote.“

Štúdia modelovala špecifické regulačné siete pre každý typ buniek zapojených do vývoja mozgu, aby zistila, ako aktivácia alebo deaktivácia analyzovaných génov spojených s rôznymi ochoreniami mozgu ovplyvňuje progenitorové bunky v rôznych štádiách. To im umožnilo pozorovať dôležitosť každého génu pri vývoji porúch, ktoré spôsobujú rôzne ochorenia. Zoznam siaha od mikrocefálie a hydrocefalu až po autizmus, depresiu, bipolárnu poruchu, anorexiu alebo schizofréniu a zahŕňa aj Alzheimerovu a Parkinsonovu chorobu.

Zistilo sa, že všetky tieto patológie zahŕňajú gény zapojené do najskorších fáz vývoja mozgu, keď sú nervové kmeňové bunky aktívne. „Zaoberáme sa širokou škálou ochorení, ktorými môže mozog trpieť, a študujeme, ako sa gény zapojené do týchto stavov správajú v nervových kmeňových bunkách,“ dodáva Joel Mato-Blanco, výskumník z Výskumného ústavu v nemocnici Hospital del Mar.

Zároveň poukazuje na to, že práca „identifikuje časové okná a typy buniek, v ktorých je pôsobenie týchto génov najvýznamnejšie, čo naznačuje, kedy a kde sa zamerať na funkciu týchto génov“.

Tieto informácie „sú užitočné pre pochopenie pôvodu chorôb, ktoré postihujú mozgovú kôru, teda toho, ako sa genetické zmeny transformujú na tieto patológie,“ hovorí Dr. Santpere.

Pochopenie týchto mechanizmov a úlohy každého génu pri každom ochorení môže pomôcť vyvinúť cielené terapie, ktoré sa na ne zameriavajú, čím sa otvoria príležitosti pre génovú terapiu a personalizovanú liečbu.