Według nowego badania tysięcy pobranych pośmiertnie próbek mózgu, geny zaangażowane w funkcjonowanie układu odpornościowego wykazują nietypowe wzorce ekspresji w mózgach osób cierpiących na pewne zaburzenia neurologiczne i psychiatryczne, w tym autyzm.
Spośród 1275 badanych genów odpornościowych, 765 (60%) było nadmiernie lub niedostatecznie ekspresjonowanych w mózgach dorosłych z jednym z sześciu zaburzeń: autyzmem, schizofrenią, chorobą afektywną dwubiegunową, depresją, chorobą Alzheimera lub chorobą Parkinsona. Wzorce ekspresji różnią się w zależności od przypadku, co sugeruje, że każdy z nich ma unikalne „charakterystyki”, powiedział główny badacz Chunyu Liu, profesor psychiatrii i nauk behawioralnych na Northern State Medical University w Syracuse w stanie Nowy Jork.
Według Liu, ekspresja genów odpornościowych może służyć jako marker stanu zapalnego. Ta aktywacja układu odpornościowego, szczególnie w okresie płodowym, jest związana z autyzmem, chociaż mechanizm jej występowania jest niejasny.
„Moim zdaniem układ odpornościowy odgrywa znaczącą rolę w chorobach mózgu” – powiedział Liu. „On jest tu ważnym graczem”.
Christopher Coe, emerytowany profesor psychologii biologicznej na Uniwersytecie Wisconsin-Madison, który nie brał udziału w badaniu, powiedział, że na podstawie badania nie można było wyciągnąć wniosków, czy aktywacja układu odpornościowego odgrywa rolę w wywoływaniu jakiejkolwiek choroby, czy też w samej chorobie. Doprowadziło to do zmian w aktywacji układu odpornościowego. Job.
Liu i jego zespół przeanalizowali poziomy ekspresji 1275 genów odpornościowych w 2467 pośmiertnych próbkach mózgu, w tym 103 osób z autyzmem i 1178 osób z grupy kontrolnej. Dane uzyskano z dwóch baz danych transkryptomów, ArrayExpress i Gene Expression Omnibus, a także z innych wcześniej opublikowanych badań.
Średni poziom ekspresji 275 genów w mózgach pacjentów autystycznych różni się od tego w grupie kontrolnej. Mózgi pacjentów z chorobą Alzheimera mają 638 różnicowo ekspresjonowanych genów, a następnie schizofrenię (220), chorobę Parkinsona (97), chorobę afektywną dwubiegunową (58) i depresję (27).
Poziomy ekspresji były bardziej zróżnicowane u mężczyzn z autyzmem niż u kobiet z autyzmem, a mózgi kobiet z depresją różniły się bardziej niż mózgi mężczyzn z depresją. Pozostałe cztery schorzenia nie wykazały różnic między płciami.
Wzory ekspresji związane z autyzmem bardziej przypominają zaburzenia neurologiczne, takie jak choroba Alzheimera i Parkinsona, niż inne zaburzenia psychiczne. Z definicji zaburzenia neurologiczne muszą mieć znane cechy fizyczne mózgu, takie jak charakterystyczna utrata neuronów dopaminergicznych w chorobie Parkinsona. Naukowcy nie zdefiniowali jeszcze tej cechy autyzmu.
„To [podobieństwo] po prostu wskazuje nam dodatkowy kierunek, który musimy zbadać” – powiedział Liu. „Może kiedyś lepiej zrozumiemy patologię”.
Dwa geny, CRH i TAC1, były najczęściej modyfikowane w tych chorobach: CRH był zmniejszony we wszystkich chorobach z wyjątkiem choroby Parkinsona, a TAC1 był zmniejszony we wszystkich chorobach z wyjątkiem depresji. Oba geny wpływają na aktywację mikrogleju, komórek odpornościowych mózgu.
Coe stwierdził, że nietypowa aktywacja mikrogleju może „zaburzać normalną neurogenezę i synaptogenezę”, zakłócając w ten sposób aktywność neuronalną w różnych warunkach.
Badanie tkanki mózgowej pośmiertnie z 2018 roku wykazało, że geny związane z astrocytami i funkcją synaptyczną są w równym stopniu ekspresjonowane u osób z autyzmem, schizofrenią lub chorobą afektywną dwubiegunową. Badanie wykazało jednak, że geny mikrogleju były nadekspresjonowane jedynie u pacjentów z autyzmem.
U osób z większą aktywacją genu odpornościowego może występować „choroba neurozapalna” – powiedział Michael Benros, kierownik badania i profesor psychiatrii biologicznej i precyzyjnej na Uniwersytecie Kopenhaskim w Danii, który nie brał udziału w badaniu.
„Interesujące byłoby zidentyfikowanie tych potencjalnych podgrup i zaoferowanie im bardziej szczegółowych metod leczenia” – powiedział Benroth.
Badanie wykazało, że większość zmian ekspresji genów zaobserwowanych w próbkach tkanki mózgowej nie była obecna w zbiorach danych dotyczących wzorców ekspresji genów w próbkach krwi pobranych od osób z tą samą chorobą. To „nieco nieoczekiwane” odkrycie pokazuje wagę badania organizacji mózgu, powiedziała Cynthia Schumann, profesor psychiatrii i nauk behawioralnych w Instytucie MIND na Uniwersytecie Kalifornijskim w Davis, która nie brała udziału w badaniu.
Liu i jego zespół budują modele komórkowe, aby lepiej zrozumieć, czy stan zapalny jest czynnikiem przyczyniającym się do chorób mózgu.
Niniejszy artykuł został pierwotnie opublikowany w serwisie Spectrum, wiodącym serwisie informacyjnym poświęconym badaniom nad autyzmem. Cytowanie artykułu: https://doi.org/10.53053/UWCJ7407