Geny związane z odpornością wyrażane inaczej w mózgach osób autystycznych | Widmo
Bloomberg/Getty Images
Geny zaangażowane w funkcjonowanie układu odpornościowego mają nietypowe wzorce ekspresji w mózgach osób z niektórymi schorzeniami neurologicznymi i psychiatrycznymi, w tym z autyzmem, wynika z nowego badania tysięcy pobranych pośmiertnie próbek mózgu.
Spośród 1275 badanych genów immunologicznych, 765 – 60 procent – wykazywało podwyższoną lub zmniejszoną ekspresję w mózgach dorosłych z jednym z sześciu stanów: autyzmem, schizofrenią, chorobą afektywną dwubiegunową, depresją, chorobą Alzheimera lub chorobą Parkinsona. Wzorce ekspresji różniły się w zależności od stanu, co sugeruje, że dla każdego z nich istnieją odrębne „sygnatury”, mówi główny badacz Chunyu Liu, profesor psychiatrii i nauk behawioralnych na Upstate Medical University w Syracuse w stanie Nowy Jork.
Ekspresja genów odpornościowych może potencjalnie służyć jako marker stanu zapalnego, mówi Liu. Taka aktywacja immunologiczna – szczególnie w okresie płodowym – jest związana z autyzmem, chociaż mechanizmy nie są jasne.
„Mam wrażenie, że układ odpornościowy nie odgrywa tak naprawdę niewielkiej roli w zaburzeniach mózgu” – mówi Liu. „To ważny gracz”
Na podstawie tego badania nie można stwierdzić, czy aktywacja immunologiczna odegrała rolę w przyczynieniu się do jakiegokolwiek stanu, czy też sam stan doprowadził do zmienionej aktywacji immunologicznej, mówi Christopher Coe, emerytowany profesor biopsychologii na Uniwersytecie Wisconsin-Madison, który nie był zaangażowany w Praca.
„Badanie mózgu pośmiertnego jest pouczające” – mówi Coe. „Ale nie ostateczne”.
Łiu i jego zespół przeanalizowali poziomy ekspresji 1275 genów immunologicznych w 2467 pobranych pośmiertnie próbkach mózgu, w tym 103 od osób z autyzmem i 1178 od osób z grupy kontrolnej. Dane pochodziły z dwóch transkryptomicznych baz danych — ArrayExpress i Gene Expression Omnibus — oraz z innych wcześniej opublikowanych badań.
Mózgi osób autystycznych miały średnio 275 genów o poziomach ekspresji różniących się od tych z grupy kontrolnej; mózgi osób z chorobą Alzheimera miały 638 genów o różnej ekspresji, a następnie osoby ze schizofrenią (220), chorobą Parkinsona (97), chorobą afektywną dwubiegunową (58) i depresją (27).
Poziomy ekspresji autystycznych mężczyzn różniły się bardziej niż u autystycznych kobiet, podczas gdy mózgi kobiet z depresją wykazywały większe zróżnicowanie niż mózgi mężczyzn z depresją. Pozostałe cztery warunki nie wykazały różnic płciowych.
Wzorzec ekspresji związany z autyzmem bardziej przypominał stany neurologiczne — chorobę Alzheimera i Parkinsona — niż inne zaburzenia psychiatryczne. Stany neurologiczne z definicji muszą mieć znaną fizyczną sygnaturę w mózgu, taką jak charakterystyczna dla choroby Parkinsona utrata neuronów dopaminergicznych. Naukowcy nie znaleźli takiej sygnatury dla autyzmu.
„Ten [similarity] po prostu wskazuje jakiś dodatkowy kierunek, któremu powinniśmy się przyjrzeć” — mówi Liu. „Może pewnego dnia lepiej zrozumiemy patologię”.
Wyniki opublikowano w Psychiatria molekularna w listopadzie.
Tgeny wo, CRH i TAC1, są najczęściej zmienione wśród chorób: CRH jest obniżona we wszystkich stanach oprócz choroby Parkinsona, a TAC1 jest obniżona we wszystkich stanach oprócz depresji. Oba geny wpływają na aktywację mikrogleju, komórek odpornościowych mózgu.
Nietypowa aktywacja mikrogleju może „wykoleić normalną neurogenezę i synaptogenezę”, mówi Coe, zakłócając aktywność neuronów w podobny sposób w różnych warunkach.
Geny zaangażowane w funkcje astrocytów i synaps są podobnie wyrażane u osób z autyzmem, schizofrenią lub chorobą afektywną dwubiegunową, jak stwierdzono w badaniu pośmiertnej tkanki mózgowej z 2018 roku. Ale to badanie wykazało, że geny mikrogleju są nadeksprymowane tylko w autyzmie.
Osoby z silniej regulowanymi genami odpornościowymi mogą mieć „stan neurozapalny” – mówi Michael Benros, profesor i kierownik badań w dziedzinie psychiatrii biologicznej i precyzyjnej na Uniwersytecie w Kopenhadze w Danii, który nie był zaangażowany w te prace.
„Ciekawe może być zidentyfikowanie tych potencjalnych podgrup i oczywiście zapewnienie im bardziej szczegółowego leczenia” – mówi Benros.
Badanie pokazuje, że większość zmian ekspresji zaobserwowanych w próbkach tkanki mózgowej nie pojawiła się w zbiorach danych wzorców ekspresji genów w próbkach krwi od osób z tymi samymi schorzeniami. To „nieco zaskakujące” odkrycie wskazuje na znaczenie badania tkanki mózgowej, mówi Cynthia Schumann, profesor psychiatrii i nauk behawioralnych na Uniwersytecie Kalifornijskim Davis MIND Institute, która nie brała udziału w badaniu.
„Jeśli chcesz wiedzieć o mózgu, musisz spojrzeć na sam mózg” – mówi Schumann.
Liu i jego zespół tworzą modele komórkowe, aby lepiej zrozumieć, czy zapalenie jest jednym z czynników, które przyczyniają się do rozwoju chorób mózgu.
Cytuj ten artykuł:
