Коріння психічних та нейродегенеративних розладів виявлено у формуванні клітин мозку плода

Згідно з дослідженням Інституту досліджень при лікарні дель Мар та Єльського університету, опублікованим у журналі Nature Communications, причини деяких нейропсихіатричних розладів, таких як аутизм, біполярний розлад або депресія, а також деяких нейродегенеративних захворювань, таких як хвороба Альцгеймера та хвороба Паркінсона, можуть лежати на дуже ранніх стадіях розвитку мозку плода. Тобто раніше, ніж вважалося раніше.

Робота була зосереджена «на пошуку причин психічних захворювань на найдавніших стадіях розвитку плода, особливо у стовбурових клітинах мозку», пояснює доктор Габріель Сантпере, дослідник програми Мігеля Сервета та координатор дослідницької групи нейрогеноміки в програмі біомедичної інформатики Інституту досліджень лікарні дель Мар, спільної групи з Університетом Помпеу Фабра.

Для цього вони використали список із майже 3000 генів, пов'язаних з нейропсихіатричними захворюваннями, нейродегенеративними патологіями та кортикальними мальформаціями, і змоделювали вплив їх зміни на клітини, що беруть участь у розвитку мозку. Результати показують, що багато з цих генів вже функціонують на ранніх стадіях розвитку плода у стовбурових клітинах – попередниках, які формують мозок, створюючи нейрони та структури, що їх підтримують.

Досягти цього було нелегким завданням. Цей етап розвитку мозку дуже важко вивчати. З цієї причини дослідники об'єднали величезну кількість даних з мозку людини та миші, а також дані з клітинних моделей in vitro.

Як зазначає доктор Нікола Мікалі, молодший науковий співробітник лабораторії доктора Паско Ракіча в Єльському університеті та співкерівник дослідження: «Вчені зазвичай вивчають гени психічних захворювань у дорослих, але в цій роботі ми виявили, що багато з цих генів вже активні на ранніх стадіях розвитку мозку плода, і що зміни в них можуть впливати на розвиток мозку та сприяти психічним розладам у подальшому житті».

У дослідженні було змодельовано специфічні регуляторні мережі для кожного типу клітин, що беруть участь у розвитку мозку, щоб побачити, як активація або деактивація аналізованих генів, пов'язаних з різними захворюваннями мозку, впливає на клітини-попередники на різних стадіях. Це дозволило їм спостерігати важливість кожного гена в розвитку розладів, що викликають різні захворювання. Список варіюється від мікроцефалії та гідроцефалії до аутизму, депресії, біполярного розладу, анорексії чи шизофренії, а також включає хворобу Альцгеймера та хворобу Паркінсона.

Було виявлено, що всі ці патології пов'язані з генами, що беруть участь у найдавніших фазах розвитку мозку, коли нейронні стовбурові клітини активні. «Ми охоплюємо широкий спектр захворювань, від яких може страждати мозок, і вивчаємо, як гени, що беруть участь у цих станах, поводяться в нейронних стовбурових клітинах», – додає Джоел Мато-Бланко, дослідник Інституту досліджень при лікарні дель Мар.

Водночас він зазначає, що робота «визначає часові вікна та типи клітин, у яких дія цих генів є найбільш значною, вказуючи, коли і де слід впливати на функцію цих генів».

Наявність цієї інформації «корисна для розуміння походження захворювань, що вражають кору головного мозку, тобто того, як генетичні зміни трансформуються в ці патології», — каже доктор Сантпере.

Розуміння цих механізмів та ролі кожного гена в кожному захворюванні може допомогти розробити цільову терапію, спрямовану на них, відкриваючи можливості для генної терапії та персоналізованого лікування.