Niedawne badanie prowadzone przez badaczy z UC Davis Health dostarcza nowych informacji na temat zmian molekularnych powiązanych z rzadką chorobą genetyczną, zespołem delecji 22q11.2, czyli 22q. Znaleziono unikalne biomarkery umożliwiające identyfikację pacjentów z poziomem 22q, u których ryzyko wystąpienia schizofrenii lub chorób psychicznych, w tym psychozy, która jest powszechnie wiązana z poziomem 22q, może być większe. Wyniki badania opublikowano w czasopiśmie Metabolomics.

Osobom z 22q brakuje fragmentu chromosomu 22, który zawiera ponad 30 genów. Ta utrata może prowadzić do różnych problemów zdrowotnych, w tym problemów z sercem, psychozy, zespołu nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi (ADHD), autyzmu i innych schorzeń. Nie jest jednak jasne, które geny w usuniętym regionie prowadzą do tych objawów.

Zespół badawczy skupił się na prawdopodobieństwie rozwoju psychozy u pacjentów z 22q – schorzeniem charakteryzującym się trudnością w rozpoznawaniu, co jest prawdziwe, a co nie. Schorzenie to może dotyczyć nawet 20% pacjentów z 22q w wieku od kilkunastu do połowy dwudziestego roku życia. Bez dobrych testów diagnostycznych prawie niemożliwe jest przewidzenie, którzy pacjenci są narażeni na takie ryzyko. Wczesne wykrycie pomogłoby pacjentom rozpocząć leczenie wtedy, gdy jest to najbardziej pomocne.

„Zmiany molekularne, które odkryliśmy, wyraźnie odróżniają pacjentów z 22q od tych, którzy nie mają tej choroby. Odkrycia te mogą pomóc przewidzieć ryzyko psychozy u tych pacjentów, zanim pojawią się objawy” – powiedziała Flora Tassone, profesor na Wydziale Biochemii i Medycyny Molekularnej. Tassone jest badaczem w Instytucie MIND na Uniwersytecie Kalifornijskim w Davis i głównym autorem artykułu. „Ta praca może również pomóc w określeniu celów, które pomogą w prognozowaniu i opracowaniu przyszłych metod leczenia”.

Chociaż badania genetyczne mogą zidentyfikować konkretne delecje, badacze chcieli zbadać, w jaki sposób te straty genetyczne wpływają na ekspresję białek i metabolitów (związków wytwarzanych w wyniku reakcji chemicznych w komórkach).

Korzystając z długoterminowego badania 22q

Zespół wykorzystał różnorodne techniki do identyfikacji białek i metabolitów, które można powiązać z 22q. Zbadali próbki osocza od 10 mężczyzn i sześciu kobiet uczestniczących w badaniu 22q oraz sześciu mężczyzn i ośmiu kobiet w grupie kontrolnej. Wiek uczestników wahał się od 7 do 17 lat, średni wiek wynosił 12,7 lat dla osób z 22q i 12,9 lat dla grupy kontrolnej.

Uczestnicy z 22q odbyli wizytę kontrolną w celu oceny różnych schorzeń, w tym psychozy.

„Badania podłużne mają kluczowe znaczenie dla zrozumienia przebiegu tej choroby” – powiedział Tassone. „Pomagają nam wykryć objawy na najwcześniejszym etapie i ewentualnie zidentyfikować odpowiednie biomarkery. Ponadto uczestnicy, którzy w chwili rozpoczęcia badania byli dziećmi lub nastolatkami, są obecnie nastolatkami lub młodymi dorosłymi i są w grupie większego ryzyka wystąpienia objawów psychozy”.

Koncentrując się na zmianach w białkach i metabolitach, badacze mogli spojrzeć na molekularny odczyt zespołu przez dwie różne soczewki. Badania nad białkami mogłyby wygenerować obiecujące cele dla leków, a badania nad metabolitami już dostarczają potencjalnych markerów diagnostycznych.

„Badanie profilu metabolicznego może pomóc nam zidentyfikować związki, które mogą działać jako biomarkery i prawdopodobnie przewidywać rozwój choroby” – powiedziała Marwa Zafarullah, obecnie badaczka ze stopniem doktora na Uniwersytecie Stanforda i pierwsza autorka badania. „Zaobserwowaliśmy, że określone metabolity wykazywały znacząco zróżnicowaną ekspresję u osób z tą chorobą w porównaniu z grupą kontrolną”.

W szczególności badacze zidentyfikowali dwa metabolity, taurynę i kwas arachidonowy, które mogą służyć jako markery prawdopodobieństwa wystąpienia psychozy.

Tauryna jest najobficiej występującym metabolitem w mózgu i rdzeniu kręgowym. Zmniejszona ilość tauryny została powiązana ze schorzeniami neurodegeneracyjnymi, w tym psychozą. Badania wykazały, że suplementacja tauryną może zapewnić ochronę przed tymi schorzeniami. Kwas arachidonowy to nienasycony kwas tłuszczowy, który odgrywa kluczową rolę w rozwoju układu nerwowego.

W badaniu zidentyfikowano także zestaw białek, które ulegały różnej ekspresji u pacjentów z 22q. Sugeruje to, że białka te mogą przyczyniać się do rozwoju zespołu.

Zespół planuje potwierdzić i rozszerzyć te wyniki w trwającym, większym badaniu. Celem długoterminowym jest identyfikacja zmian molekularnych, które usprawnią wczesne wykrywanie i prowadzą do skutecznych metod leczenia.

„Lepiej rozumiejąc działanie 22q, możemy zacząć zmierzać w kierunku precyzyjnych testów diagnostycznych, a nawet terapii. Możemy także pracować nad opracowaniem strategii, które mogą opóźnić lub zapobiec problemom psychiatrycznym, które często występują w przypadku tej choroby genetycznej” – powiedziała Tassone. „Ta wiedza zapewni lekarzom nowe i lepsze narzędzia umożliwiające personalizację leczenia każdego pacjenta”.

Współautorami badania byli Kathleen Angkustsiri i Blythe P. Durbin-Johnson z UC Davis; Seungjn Yeo i Austin Quach z Dalton Bioanalytics, Inc.; i Heather Bowling z Epistemic AI.