Genetyczne podejście do ustalania ryzyka zachorowania na schizofrenię
Schizofrenia to poważna choroba umysłowa, która wpływa na sposób, w jaki ludzie myślą, czują i zachowują się. Schorzenie diagnozuje się zwykle między 15. a 35. rokiem życia, na podstawie szeregu objawów zwanych łącznie psychozą. „Ze schizofrenią najczęściej wiąże się występowanie objawów psychotycznych, takich jak urojenia i halucynacje, np. słyszenie głosów”, wyjaśnia kierownik projektu FLOURISH, Alessandro Bertolino, szef wydziału psychiatrii na Uniwersytecie w Bari Aldo Moro we Włoszech. „Jednakże stopniowe zmiany sposobu myślenia, nastroju i funkcjonowania społecznego często zaczynają się jeszcze przed początkiem psychozy, zwykle w okresie dojrzewania”. Uważa się, że połączone skutki działania wielu genów (nie pojedynczy gen odpowiadający za ten stan) w połączeniu ze stylem życia i czynnikami środowiskowymi odgrywają rolę w rozwoju tej choroby. Niestety, stosowane obecnie techniki obrazowania mózgu oraz techniki badań genetycznych nie wystarczą, by w pełni, w sposób satysfakcjonujący wyjaśnić proces zachorowania na schizofrenię. „Znamy wiele wariantów genetycznych niosących ze sobą ryzyko zachorowania na schizofrenię”, opowiada główny badacz z projektu, Giulio Pergola. „Nie wiemy jednak, na które mechanizmy w mózgu wpływają te warianty. Kluczem do zrozumienia schizofrenii jest sposób, w jaki rozwija się mózg: które geny biorą w tym udział, jak możemy je rozpoznać oraz jak możemy odpowiednio wcześnie ingerować w te procesy”.
Szlaki konwergencji
Celem projektu FLOURISH, realizowanego przy wsparciu działań Maria Skłodowska-Curie, było wypełnienie tych luk w wiedzy poprzez próby ustalenia szlaków molekularnych konwergencji genetycznego ryzyka schizofrenii. „Innymi słowy, spróbowaliśmy umieścić geny w ich kontekście", wyjaśnia Pergola. „Chcieliśmy zdefiniować, w jaki sposób wspólna ekspresja genów, czyli proces biologiczny, który można z grubsza opisać jako znajdowanie »przyjaciół« genów odpowiadających za ryzyko wystąpienia schizofrenii, zachodzi w ciągu całego cyklu życia, w różnych obszarach mózgu. Kluczowe pytanie brzmiało: na jakim etapie życia i w jakim obszarze mózgu wiele genów związanych ze schizofrenią współdziała oraz jak rozwijają się ich wzajemne relacje”. Pergola postanowił zbadać, w jaki sposób okres wspólnej ekspresji zmienia te geny w kluczowych obszarach mózgu, takich jak kora przedczołowa, hipokamp oraz prążkowie. Naukowcy zgromadzili dane z neuroobrazowania, aby przeanalizować możliwe połączenia pomiędzy wspólną ekspresją genów a wzorcami w połączeniach w mózgu. Badacze wykorzystali w tym celu dane od pacjentów w różnym wieku, wpisujących się w różne profile. Kluczowym celem było ustalenie, jakie zmiany zachodzą w mózgu przed rozwinięciem się schizofrenii.
Identyfikacja czynników ryzyka
Dokonano szeregu przełomowych odkryć. Ustalono na przykład, że geny odpowiadające za schizofrenię są najsilniej powiązane w korze przedczołowej mniej więcej w okresie narodzin (od życia płodowego do 5. roku życia), zaś w hipokampie i jądrze ogoniastym – w późniejszym okresie życia (od 5. do 25. roku życia). „Nasze ustalenia sugerują, że procesy biologiczne związane ze schizofrenią zachodzą najpierw w korze przedczołowej, zaś później w hipokampie/prążkowiu”, dodaje Pergola. Naukowcy odkryli również geny, których ekspresja ma miejsce wraz z ekspresją genów odpowiadających za ryzyko wystąpienia genów. Wcześniejsze badania genetyczne nie wykryły takiego powiązania. Te nowo odkryte geny, jak sugeruje Pergola, można wykorzystać jako nowe cele terapeutyczne w farmakoterapii. „Odkryliśmy też pewne zmiany w połączeniach w mózgu w trakcie zaangażowania w zadania kognitywne poprzez neuroobrazowanie”, kontynuuje. „Zamierzamy dalej je badać, analizując ich przydatność jako potencjalnych markerów, aby sprawniej tworzyć profile osób z grupy ryzyka, mogące pomóc we wczesnych interwencjach”. Pergola i jego współpracownicy zamierzają także zbadać niektóre z genów, których powiązania ze schizofrenią niedawno odkryto, wykorzystując w tym celu hodowle komórkowe. Badacze chcą sprawdzić, czy geny te mogą posłużyć do opracowywania nowych sposobów leczenia.
Słowa kluczowe
FLOURISH, schizofrenia, psychoza, mózg, geny, molekularny, genetyczny, kognitywny, neuroobrazowanie
