Schizofrenia - przyczyny
Schizofrenia jest chorobą w znacznej mierze uwarunkowaną genetycznie, jednak do tej pory nie udało się zidentyfikować konkretnego genu odpowiedzialnego za powstawanie tego zaburzenia. W ostatnich latach badacze wskazali kilku "podejrzanych", ale nadal nie było wiadomo, w jaki sposób ich działanie przyczynia się do powstania choroby.
Schizofrenia jest chorobą w znacznej mierze uwarunkowaną genetycznie, jednak do tej pory nie udało się zidentyfikować konkretnego genu odpowiedzialnego za powstawanie tego zaburzenia. W ostatnich latach badacze wskazali kilku "podejrzanych", ale nadal nie było wiadomo, w jaki sposób ich działanie przyczynia się do powstania choroby.
Najnowsze badanie przeprowadzone przez naukowców z Centrum Medycznego Uniwersytetu Columbia pozwala na lepszy wgląd w molekularne przyczyny choroby, dzięki analizie całych sieci genów. Badanie został opublikowane w czasopismie "Nature Neuroscience".
Komputerowa analiza sieci genetycznych. Mutacja genów
Aby odkryć potencjalne powiązania między zmutowanymi genami schizofrenii główny autor badania Dennis Vitkup, PhD, profesor nadzwyczajny Centrum Medycznego Uniwersytetu Columbia. i jego współpracownicy opracowali metodę obliczeniową o nazwie NETBAG+. Następnie zebrali silniejsze mutacje zaobserwowane w schizofrenii przez innych badaczy, w tym zestaw mutacji de novo i włączyli je do programu.
Obliczenia wykazały, że zmutowane geny schizofrenii są podzielone i zorganizowane w dwie główne sieci, które biorą udział w kilku kluczowych procesach. Geny w pierwszej sieci są zaangażowane głównie w przewodzenie impulsu nerwowego wzdłuż aksonu, funkcje synaps i migrację komórek. Geny w drugiej sieci biorą udział w podziale chromosomów i ich przebudowie.
Części obu sieci są bardzo aktywne w okresie rozwoju prenatalnego, co sugeruje, że zmiany w mózgu, które powodują schizofrenię są określone na bardzo wczesnym etapie życia.
Powiązanie z autyzmem
Dr Vitkup porównał także sieci genów schizofrenii z sieciami genów zidentyfikowanymii w zaburzeniach neurorozwojowych, takich jak autyzm. Okazało się, że jedna z sieci schizofrenii jest silnie powiązana z siecią autyzmu. Obie zawierają geny zaangażowane w przewodzenie aksonalne, funkcje synaps i migrację komórek. To zachodzenie na siebie sieci obejmuje przede wszystkim geny, które są ważne dla wczesnego rozwoju płodu.
Ścisły związek między genetycznymi sieciami autyzmu i schizofrenii budzi intrygujące pytanie: jak mutacje w tych samych czy powiązanych genach powodują dwa różne zaburzenia?
"Lubię używać analogii hamulców samochodowych," powiedział Dr Vitkup. "Różne awarie mechaniczne układu hamulcowego mogą mieć bardzo różne konsekwencje funkcjonalne, od nagłego przyspieszenia do spowolnienia".
"Schizofrenia i autyzm są przede wszystkim chorobami komunikacji neuronów. Jednak mają one odmienne cechy kliniczne i wyzwaniem pozostaje identyfikacja krytycznych obwodów neuronowych i mechanizmów, które je odróżniają," powiedział dr Joseph Gogos. "To jest pierwszy krok w tym kierunku".
Wskazania na przyszłość
Naukowcy przewidują, że o wiele więcej genów jest zaangażowanych w schizofrenię i autyzm, prawdopodobnie do 1000 genów dla każdego zaburzenia, ale znaczna część z nich będzie zapewne należała do sieci i dróg wskazanych w badaniu.
"Aby odkryć wszystkie procesy i ścieżki molekularne zaangażowane w schizofrenię i zaburzenia pokrewne, konicznych jest więcej poszukiwań", powiedział dr Vitkup. "Jeszcze kilka lat temu szukaliśmy tylko kilku genów odpowiedzialnych za autyzm i schizofrenię, więc idea, że stoją za nimi setki genów jest dużą zmianą w myśleniu. Nasze badanie i odkrycia naszych współpracowników sugerują, że w poszukiwaniu przyczyn złożonych zaburzeń genetycznych lepiej nie szukać garstki przyczynowych genów lecz ich wspólnych dróg i układów. Zastosowany rodzaj analizy sieci daje nam taką możliwość".
Mimo iż przełożenie odkryć naukowych na praktykę leczenia zajmie jeszcze trochę czasu, badanie pozwala lepiej zrozumieć molekularne podłoże schizofrenii. Wyniki sugerują również, że mutacje związane ze schizofrenią, autyzmem i prawdopodobnie wieloma innymi zaburzeniami psychicznymi są prawdopodobnie skupione w zbiorze wzajemnie powiązanych procesów molekularnych.
