Kako genetske razlike vplivajo na tveganje za bipolarno motnjo?
Sveži vpogledi iz nedavne študije genetike in biologije bipolarne motnje bi lahko izboljšali diagnozo in zdravljenje izčrpavajočega stanja.
Tako so zaključili znanstveniki s Picowerjevega inštituta za učenje in spomin na Massachusetts Institute of Technology (MIT) v Cambridgeu, ki so izvedli novo raziskavo.
V prejšnjem delu so že pokazali, da protein, imenovan kandidatni gen za plastičnost 2 (CPG2), pomaga uravnavati moč sinaps v možganskih krogih. Sinapse so spojniki, preko katerih živčne celice ali nevroni medsebojno prenašajo kemijske signale.
V novejših raziskavah so preiskovalci ugotovili, da možgani ljudi z bipolarno motnjo vsebujejo nenavadno nizko raven CPG2.
Prav tako so povezali specifične različice gena za CPG2 z disfunkcijo v sinapsah. Te iste genetske razlike se pojavljajo pri ljudeh z bipolarno motnjo.
Skupina poroča o ugotovitvah v članku, ki je zdaj objavljen v reviji Molekularna psihiatrija.
"To je redka situacija," pravi višja avtorica študije Elly Nedivi, profesorica na oddelkih za biologijo in možgane ter kognitivne znanosti na MIT, "kjer so ljudje lahko mutacije, genetsko povezane s povečanim tveganjem za motnje v duševnem zdravju, povezali z osnovna celična disfunkcija. "
"Za bipolarno motnjo je to lahko eno in edino," dodaja.
Ona in njeni kolegi ne trdijo, da genske različice, ki so jih odkrili, dejansko povzročajo bipolarno motnjo.
Predlagajo pa, da bi lahko zaradi teh posebnih genetskih razlik ljudje postali bolj dovzetni za bipolarno motnjo.
Na primer v laboratorijskih modelih so včasih opazili disfunkcijo sinapse s kombiniranimi in ne samo z različicami.
Bipolar in vloga CPG2 v sinapsah
Po podatkih Nacionalnega inštituta za duševno zdravje bo približno 4,4 odstotka odraslih v ZDA na neki točki življenja imelo bipolarno motnjo.
Ljudje z bipolarno motnjo doživljajo epizode manije in depresije, ki povzročajo ekstremne spremembe v razpoloženju, ravni aktivnosti in energiji.
Epizode so veliko hujše od "vzponov in padcev", ki prizadenejo večino ljudi. Lahko zelo otežujejo opravljanje vsakodnevnih nalog, razumevanje z ljudmi, učenje in nadaljevanje kariere.
Bipolarna motnja je glavni vzrok invalidnosti in visoke stopnje smrtnosti zaradi samomora. Droge ne delujejo vedno in vsi z bipolarnimi boleznimi se med epizodami ne bodo popolnoma okrevali.
Profesorica Nedivi s svojo ekipo že vrsto let preučuje sinapse.
Ugotovili so, da CPG2 vpliva na sinaptično moč tako, da pomaga uravnavati število receptorjev za kemične signale, ki prehajajo med nevroni.
Nizek CPG2 vezan na bipolarno motnjo
Gen, ki vsebuje navodila za izdelavo CPG2, je Spectrin Repeat, ki vsebuje beljakovine jedrske ovojnice 1 (SYNE1).
Ob učenju, da so študije imele med seboj povezane različice SYNE1 da bi povečali tveganje za bipolarno motnjo, se je ekipa odločila, da bo raziskala osnovno biologijo glede na lastne ugotovitve o CPG2.
Raziskovalci so začeli s preučevanjem možganskega tkiva po smrti iz različnih možganskih bank.
Vzorci so prišli od ljudi, ki so prejeli diagnozo bipolarne motnje ali drugih psihiatričnih stanj, ki imajo nekatere simptome, na primer shizofrenijo ali večjo depresijo. Pregledali so tudi vzorce posameznikov, ki niso imeli nobenega od teh pogojev.
Preiskave so pokazale, da le možgansko tkivo ljudi z bipolarno motnjo vsebuje bistveno manj CPG2.
Bipolarni vzorci niso pokazali nižjih ravni drugih beljakovin, za katere je znano, da igrajo vlogo pri sinaptičnih funkcijah: nižji je bil le CPG2.
"Naše ugotovitve," pišejo avtorji, "kažejo na specifično korelacijo med nizkimi ravnmi CPG2 in incidenco [bipolarne motnje], ki je ni skupno s pacienti s shizofrenijo ali hudo depresijo."
Poiščite povezave do SYNE1 različice
Nato so raziskovalci za iskanje uporabili orodja za globoko zaporedje SYNE1 različice vzorcev bipolarnega možganskega tkiva, ki so pokazale znižano raven CPG2.
Svoja prizadevanja so osredotočili na regije gena, ki nadzorujejo izražanje CPG2 in s tem na količino, ki jo celice proizvajajo.
V ločeni vaji so iskali tudi genomske arhive, da bi prepoznali različice v regijah, ki kodirajo CPG2 SYNE1. Razlike v tem kodiranju lahko vplivajo na strukturo in delovanje beljakovin.
V poskusih s kultiviranimi nevroni je skupina nato preučila celične učinke obeh različic: tistih v regiji, ki spreminja izražanje CPG2 SYNE1 in tiste v kodirnem območju za beljakovine.
Učinki posamezne in kombinirane različice
Rezultati so pokazali, da nekatere genske različice, ki spreminjajo ekspresijo, niso vplivale na raven CPG2, druge pa so jo bistveno spremenile.
Skupina je našla tudi dva primera seznanjenih različic, ki sta zmanjšali izražanje CPG2, vendar nista imela učinka kot posamezne različice.
V poskusih z različicami, ki kodirajo beljakovine, je bilo tudi vrsto rezultatov. Ti so ugotovili SYNE1 razlike, ki so na poseben način spremenile strukturo ali funkcijo CPG2.
Na primer eno SYNE1 različica je zmanjšala sposobnost CPG2, da se pritrdi na "bodice", ki vsebujejo ekscitacijske sinapse, medtem ko je druga poslabšala kroženje receptorjev v sinapsah.
Ugotovitve razkrivajo, kako specifične so SYNE1 razlike, ki se pojavijo pri ljudeh z bipolarno motnjo, lahko motijo delovanje beljakovin, ki igrajo ključno vlogo v povezavah v možganskih krogih.
Zdaj so potrebne nadaljnje raziskave, da bi ugotovili, kako bi se lahko razvila bipolarna motnja zaradi takšnih celičnih motenj.
Profesorica Nedivi in njena ekipa nameravata preučiti učinek nekaterih različic na vedenje živali. Prav tako si želijo natančneje ogledati nekatere motene celične procese in kako jih lahko odpravijo.
Poleg teh študij bodo še naprej raziskovali človeške vzorce, da bi izvedeli več o specifičnih genskih različicah in njihovih povezavah s tveganjem in razvojem bipolarne motnje.
