Forskere finder celletyper bag skizofreni
Biologi af skizofreni er vanskelig at undersøge, da hundreder af gener er impliceret i sygdommen. Men nu har forskere identificeret de få celletyper, der ligger bag sygdommen.
Det internationale team - ledet af forskere fra Karolinska Institutet i Sverige og University of North Carolina i Chapel Hill - siger, at arbejdet skal gøre det lettere at designe eksperimenter, der fører til nye, forbedrede behandlinger.
En redegørelse for den fælles indsats kan findes i en videnskabelig artikel, der for nylig blev offentliggjort i tidsskriftet Naturgenetik.
”Med resultaterne fra denne undersøgelse,” siger medforfatter Jens Hjerling-Leffler, en assisterende professor og forskergruppeleder ved Institut for Medicinsk Biokemi og Biofysik ved Karolinska Institutet, “vi giver det videnskabelige samfund en chance for at fokusere deres indsats, hvor det vil give maksimal effekt. ”
Skizofreni er en alvorlig og invaliderende langvarig psykisk sygdom, der rammer mere end 21 millioner individer over hele verden.
Sygdommen forringer adfærd og menneskelige egenskaber, som mange upåvirkede mennesker kan tage for givet, såsom opfattelse, tænkning, sprog, følelser og at have en "følelse af selv".
Almindelige symptomer inkluderer: hallucinationer, hvor stemmer høres og "ting ses", som andre siger, ikke er der; og vrangforestillinger eller fastholdelse af falske overbevisninger.
Medicinsk behandling og psykologisk støtte kan være effektiv, men selv med denne hjælp kan styring af ens vej i verden med en sådan handicappende byrde gøre det meget svært at opnå kvalifikationer, holde et job nede og leve et produktivt liv.
Nye værktøjer, der 'transformerer' biologisk forskning
Skizofreniens årsager viser sig at være svære at fastslå. Forskere mener, at flere faktorer kan være involveret, herunder interaktioner mellem gener og miljø, såsom problemer under fødslen og eksponering for vira.
Der er gjort betydelige fremskridt med at identificere de genetiske faktorer, hvis vi tager højde for de hundreder af gener, som undersøgelser nu har knyttet til skizofreni.
Men da hvert gen kun har en lille effekt, gør det det meget vanskeligt at beslutte, hvilke der skal fokuseres på i forskningseksperimenter og behandlingsudvikling.
Fokus for denne nylige undersøgelse er på, hvordan celletyper - som kan karakteriseres ved genkort - er relateret til sygdom. Sådanne undersøgelseslinjer er nu mulige takket være et nyt værktøj kaldet "enkeltcelletranskriptomik."
Encellede transkriptomik “transformerer vores forståelse af biologi” ved at lade forskere kvantificere niveauer af genekspression i enkeltceller.
Genekspressionskort
Til den nye undersøgelse oprettede forskerne genekspressionskort for hver celletype i hjernen og sammenlignede dem med den detaljerede liste over hundreder af skizofrenirelaterede gener.
Dette hjalp dem med at identificere de specifikke celletyper, der sandsynligvis bidrager mest til lidelsen, såvel som dem, der sandsynligvis bidrager mindst.
"Vi fandt," bemærk forfatterne, "at de almindelige genomiske resultater konsekvent kortlægges til pyramideceller, medium spiny neuroner (MSN'er) og visse interneuroner, men langt mindre konsekvent til embryonale, stamceller eller gliaceller."
De fandt også, at de medvirkende celletyper er knyttet til bestemte strukturer og dele af hjernen og kan udøve "tydelige" effekter.
"Den genetiske risiko forbundet med MSN'er," forfatterne fortsætter med at sige, "overlappede ikke den for glutamatergiske pyramideceller og interneuroner, hvilket tyder på, at forskellige celletyper har biologisk forskellige roller i skizofreni."
Holdet foreslår, at resultaterne kan tjene som en "køreplan" til forskning i nye behandlinger.
'Separate lægemidler til hver celletype?'
"Et spørgsmål nu," forklarer medforfatter af studien Patrick Sullivan - der har professorater i både Institut for Medicinsk Epidemiologi og Biostatistik ved Karolinska Institutet og Institut for Genetik og Psykiatri ved University of North Carolina - "er, om disse hjerneceller typer er relateret til de kliniske træk ved skizofreni. ”
Sådanne spørgsmål hjælper for eksempel med at finde ud af, om behandlingsrespons er værre, hvis en celletype er særlig dysfunktionel. Desuden kan dysfunktion i en anden type celle føre til langsigtede bivirkninger såsom kognitive problemer.
”Dette ville have vigtige konsekvenser for udviklingen af nye behandlinger, da der kan være behov for separate lægemidler for hver involveret celletype,” forklarer professor Sullivan.
Holdet mener, at takket være de nye værktøjer som enkeltcelletranscriptomics kan vi forvente at se gennembrud i vores forståelse af biologien i andre komplekse tilstande, såsom svær depression, autisme og spiseforstyrrelser.
"Dette markerer en overgang i, hvordan vi kan bruge store genetiske studier til at forstå sygdommens biologi."
Prof. Jens Hjerling-Leffler
