Forskere finner celletyper bak schizofreni
Biologien til schizofreni er vanskelig å studere, siden hundrevis av gener er involvert i sykdommen. Men nå har forskere identifisert de få celletyper som ligger bak sykdommen.
Det internasjonale teamet - ledet av forskere fra Karolinska Institutet i Sverige og University of North Carolina i Chapel Hill - sier at arbeidet bør gjøre det lettere å designe eksperimenter som fører til nye, forbedrede behandlinger.
En redegjørelse for samarbeidsinnsatsen finner du i en vitenskapelig artikkel som nylig ble publisert i tidsskriftet Naturgenetikk.
"Med resultatene fra denne studien," sier forfatter Jens Hjerling-Leffler, assisterende professor og forskergruppeleder ved Institutt for medisinsk biokjemi og biofysikk ved Karolinska Institutet, "vi gir det vitenskapelige samfunnet en sjanse til å fokusere deres innsats der det vil gi maksimal effekt. ”
Schizofreni er en alvorlig og deaktiverende langvarig psykisk sykdom som rammer mer enn 21 millioner individer over hele verden.
Sykdommen forringer atferd og menneskelige egenskaper som mange upåvirkede mennesker kan ta for gitt, som persepsjon, tenkning, språk, følelser og å ha en "følelse av selv".
Vanlige symptomer inkluderer: hallusinasjoner, der stemmer høres og "ting sees" som andre sier ikke er der; og vrangforestillinger, eller holde fast ved tro som er falsk.
Medisinsk behandling og psykologisk støtte kan være effektiv, men selv med denne hjelpen kan det å gjøre en vei i verden med en slik funksjonshemmende byrde gjøre det veldig vanskelig å oppnå kvalifikasjoner, holde nede en jobb og leve et produktivt liv.
Nye verktøy som 'transformerer' biologisk forskning
Årsaker til schizofreni viser seg vanskelig å fastslå. Forskere mener at flere faktorer kan være involvert, inkludert interaksjoner mellom gener og miljø, for eksempel problemer under fødselen og eksponering for virus.
Det er gjort betydelige fremskritt i å identifisere de genetiske faktorene, hvis vi tar i betraktning hundrevis av gener som studier nå har knyttet til schizofreni.
Men siden hvert gen bare har en liten effekt, gjør dette det veldig vanskelig å bestemme hvilke som skal fokuseres på i forskningseksperimenter og behandlingsutvikling.
Fokuset i denne nylige studien er på hvordan celletyper - som kan karakteriseres av genkart - forholder seg til sykdom. Slike undersøkelseslinjer er nå mulige takket være et nytt verktøy kalt "encellet transkriptomikk."
Encelletranskriptomikk “transformerer vår forståelse av biologi” ved å la forskere kvantifisere nivåer av genuttrykk i enkeltceller.
Genuttrykk kart
For den nye studien opprettet forskerne genuttrykkskart for hver celletype i hjernen og sammenlignet dem med den detaljerte listen over hundrevis av schizofrenirelaterte gener.
Dette hjalp dem med å identifisere de spesifikke celletyper som sannsynligvis bidrar mest til lidelsen, så vel som de som sannsynligvis vil bidra minst.
"Vi fant," bemerker forfatterne, "at de genomiske resultatene av den vanlige varianten konsekvent ble kartlagt til pyramideceller, middels spiny nevroner (MSN) og visse interneuroner, men langt mindre konsekvent til embryonale, stamfar eller gliaceller."
De fant også at de medvirkende celletyper er knyttet til bestemte strukturer og deler av hjernen og kan utøve "distinkte" effekter.
"Den genetiske risikoen forbundet med MSN," fortsatte forfatterne og sa, "overlappet ikke den for glutamatergiske pyramideceller og interneuroner, noe som tyder på at forskjellige celletyper har biologisk forskjellige roller i schizofreni."
Teamet antyder at funnene kan fungere som en "veikart" for forskning på nye behandlinger.
‘Separate medisiner for hver celletype?’
"Ett spørsmål nå," forklarer forfatter Patrick Sullivan, som har professorater ved både Institutt for medisinsk epidemiologi og biostatistikk ved Karolinska Institutet og Institutt for genetikk og psykiatri ved University of North Carolina - "er om disse hjernecellene typer er relatert til de kliniske egenskapene til schizofreni. ”
Slike spørsmål hjelper for eksempel å finne ut om behandlingsresponsen er verre hvis en celletype er spesielt dysfunksjonell. Dessuten kan dysfunksjon i en annen type celler føre til langsiktige bivirkninger som kognitive problemer.
"Dette vil ha viktige implikasjoner for utvikling av nye behandlinger, da det kan være nødvendig med separate medisiner for hver involvert celletype," forklarer professor Sullivan.
Teamet mener at takket være de nye verktøyene som enkeltcelletranskriptomikk, kan vi forvente å se gjennombrudd i vår forståelse av biologien til andre komplekse tilstander, som alvorlig depresjon, autisme og spiseforstyrrelser.
"Dette markerer en overgang i hvordan vi kan bruke store genetiske studier for å forstå sykdommens biologi."
Prof. Jens Hjerling-Leffler
