Dëmtimet e gjetura në neuronet që rrjedhin nga njerëzit me skizofreni dhe mutacion gjenetik

Dëmtimet e gjetura në neuronet që rrjedhin nga njerëzit me skizofreni dhe mutacion gjenetik

Një ekip shkencor ka treguar se çlirimi i neurotransmetuesve në tru është i dëmtuar në pacientët me skizofreni të cilët kanë një mutacion të rrallë, me një gjen të vetëm, i njohur për predispozicionin e njerëzve në një sërë çrregullimesh neuro-zhvillimore.

Në mënyrë domethënëse, rezultatet nga kërkimi me neuronet e prejardhura nga njeriu vërtetuan eksperimentet e mëparshme dhe të reja që gjetën të njëjtën rënie madhore në çlirimin neurotransmetues dhe sinjalizimin sinaptik në neuronet njerëzore të krijuara gjenetikisht me të njëjtin variant gjenetik - fshirja e neureksinës 1 (NRXN1). NRXN1 është një gjen i koduar në proteina në sinaps, një kryqëzim qelizor që lidh dy qeliza nervore për të komunikuar në mënyrë efikase.

Të dy hulumtimet me neuronet njerëzore të prejardhura nga njerëzit dhe ato të krijuara gjetën gjithashtu një rritje në nivelet e CASK, një proteinë e lidhur me NRXN1, të cilat shoqëroheshin me ndryshime në shprehjen e gjeneve.

"Humbja e një kopje të këtij gjeniu neurexin 1 kontribuon disi në etiologjinë ose mekanizmin e sëmundjes në këta pacientë me skizofreni", thotë neuroshkencëtari molekular ChangHui Pak, asistent profesor i biokimisë dhe biologjisë molekulare në Universitetin e Massachusetts Amherst dhe autori kryesor i studimit të botuar në Procedura e Akademisë Kombëtare të Shkencave. "Kjo shkakton një deficit në komunikimin nervor."

Pak është i shpejtë për të shtuar se edhe pse ky mutacion i gjenit të vetëm i vë njerëzit në rrezik për skizofreni, autizëm, sindromën Tourette dhe çrregullime të tjera neuropsikiatrike, "në fund të ditës, ne nuk e dimë se çfarë e shkakton skizofreninë. Ky variant na jep pasqyrë se cilat rrugë qelizore do të çrregullohen në mesin e njerëzve me skizofreni dhe një udhëheqje për të studiuar këtë biologji. "

Kur ajo kreu pjesën më të madhe të kërkimit, Pak po punonte në laboratorin e Universitetit Stanford të Thomas Südhof, një neuroshkencëtar i cili ndau Çmimin Nobel në Fiziologji ose Mjekësi të vitit 2013 për ndihmën për të vendosur bazën molekulare për kiminë e trurit, përfshirë lirimin e neurotransmetuesit.

Ekipi hulumtues mori mostra qelizore nga pacientët me skizofreni me një fshirje të NRXN1 të cilët dhuruan mostra në një biorepozitor kombëtar për studime gjenetike të çrregullimeve psikiatrike. Pak dhe kolegët i shndërruan mostrat e pjesëmarrësve në qeliza staminale dhe më pas i kthyen në neurone funksionale për t’i studiuar. "Ne po i rikthejmë këto qeliza prapa, pothuajse si një makinë kohe - si dukej truri i këtyre pacientëve herët," shpjegon Pak.

Laboratorët në Stanford, Rutgers University dhe FUJIFILM Cellular Dynamics ishin të përfshirë në mënyrë të pavarur në gjenerimin dhe analizën e neuroneve. Për krahasim me neuronet e prejardhura nga njeriu, Pak dhe ekipi gjithashtu krijuan neurone njerëzore nga qelizat burimore embrionale, duke i inxhinieruar që të kishin një kopje më pak të gjenit NRXN1. Me neuronet njerëzore të inxhinieruara, ata më parë kishin vërejtur dëmtimin e neurotransmetuesit dhe ishin të interesuar nëse do të kishin të njëjtat gjetje me neuronet e prejardhura nga pacientët.

"Ishte mirë të shihnim gjetjen e qëndrueshme biologjike që në të vërtetë fshirja e neureksinës 1 në këta pacientë në të vërtetë ngatërron komunikimin e tyre sinaptik neuronal, dhe së dyti që kjo është e riprodhueshme në vende të ndryshme kushdo që bën eksperimentin," thotë Pak.

Veçanërisht, studiuesit nuk panë të njëjtën ulje të lëshimit të neurotransmetuesit dhe efekteve të tjera në neuronet e miut të inxhinieruar me fshirjen analoge të NRXN1. “Ajo që sugjeron kjo është se ekziston një përbërës specifik për njeriun në këtë fenotip. Neuronet njerëzore janë veçanërisht të prekshme nga kjo fyerje gjenetike, krahasuar me organizmat e tjerë, duke shtuar vlerën e studimit të mutacioneve njerëzore në sistemet qelizore të njeriut ”, thotë Pak.

Të jesh në gjendje të riprodhosh rezultatet është thelbësore për zhvillimin e barnave që mund të trajtojnë më mirë skizofreninë. “Gjithçka u bë verbërisht dhe në vende të ndryshme. Ne donim që jo vetëm të mësonim për biologjinë, por edhe të ishim në krye të lojës sonë për të siguruar rigorozitetin dhe riprodhueshmërinë e këtyre gjetjeve, "thotë Pak. "Ne i treguam fushës se si mund të bëhet kjo."

Pak dhe ekipi i saj tani po vazhdojnë kërkimet në Pak Lab, të mbështetur nga një grant pesë-vjeçar, 2.25 milion dollarë nga Instituti Kombëtar i Shëndetit Mendor. Shkencëtarët janë duke përdorur qelizat burimore dhe metodologjitë më të fundit të neuroshkencës për të eksploruar bazën molekulare të mosfunksionimit sinaptik në skizofreni dhe çrregullime të tjera neuropsikiatrike.