Вчені стверджують, що подібні генетичні зміни у двох різних типах клітин мозку можуть сприяти когнітивним порушенням при шизофренії та старінні.
Американські дослідники вивчили експресію генів у понад мільйоні клітин мозку, зібраних посмертно від 191 донора. Було виявлено, що хворі на шизофренію та люди похилого віку мають порівняно знижену експресію специфічних генів як у нейронах, так і в допоміжних клітинах, які називаються астроцитами.
«Наука часто зосереджується на тому, які гени кожен тип клітин експресує сам по собі. Ці типи клітин не діють як самостійні утворення, але мають дуже тісну координацію. Від міцності цих стосунків перехоплювало подих»
Вчені назвали ці синхронізовані зміни, пов'язані з «комунікаційними центрами», які називаються синапсами, програмою синаптичних нейронів і астроцитів (SNAP). Тепер, коли ми знаємо, що SNAP існує, ми, можливо, зможемо розробити способи захисту когнітивних здібностей і лікування зниження старіння та шизофренії.
«Наші результати свідчать про те, що ці взаємозв'язки між шизофренією та старінням виникають через спільні клітинні та молекулярні зміни»
Щоб уважно подивитися, як природно змінюється наш мозок, Маккерролл і його колеги використовували секвенування одноядерної РНК і навчили модель штучного інтелекту вивчати активність генів в окремих клітинах.
«Щоб виявити координацію між астроцитами та нейронами при шизофренії та старінні, нам потрібно було вивчити зразки тканин дуже великої кількості людей»
Вони з колегами вивчили клітини префронтальної кори 94 людей з шизофренією і 97 людей без цього захворювання у віці від 22 до 97 років. Ця ділянка мозку відіграє важливу роль у різних складних когнітивних процесах та виконавчих функціях.
Науковці виявили, що коли нейрони активізують активність генів, пов'язаних із синапсами, астроцити приєднуються і починають активувати експресію специфічної групи генів SNAP. І ця активність була скоординована, коли генетична експресія також була знижена. Попередні дослідження показали, що астроцити контролюють гени, відповідальні за вироблення холестерину, який має вирішальне значення для побудови синапсів. Зниження вироблення холестерину було помічено на мишачих моделях розладів мозку, які включають зниження когнітивних функцій і структурні зміни в мозку.
«Науці давно відомо, що нейрони та синапси відіграють важливу роль у ризику розвитку шизофренії. Але, сформулювавши питання по-іншому – запитавши, які гени динамічно регулює кожен тип клітин – ми виявили, що астроцити теж, ймовірно, беруть участь»
Команда виявила, що SNAP варіює і серед здорових молодих людей, збільшуючи або зменшуючи експресію, але він завжди координується як між астроктиями, так і між нейронами. У багатьох літніх людей, у тому числі з шизофренією та без неї, SNAP значно знизився.
Мозок очищає старі синапси і формує нові, що, як вважають, робить наш мозок більш адаптивним, і дослідження пов'язують ризик шизофренії з генами, які сприяють синаптичній функції. Також відомо, що генетичний ризик шизофренії пов'язаний зі зниженням когнітивних функцій у літніх людей, а наявність шизофренії підвищує шанси людини на розвиток деменції в подальшому житті. Як і багато інших неврологічних захворювань, першопричини шизофренії складні та незрозумілі, хоча, здається, задіяні численні генетичні, екологічні та біологічні фактори. Довгострокові симптоми, такі як галюцинації та когнітивні проблеми, часто з'являються в ранньому дорослому віці. Сучасні ліки в першу чергу лікують галюцинації, тому нам потрібне лікування інших симптомів виснажливого розладу.
Є надія, що пошук факторів або методів лікування, які підвищують SNAP, може полегшити когнітивні симптоми у пацієнтів із шизофренією та допомогти загальній популяції підтримувати когнітивні функції в літньому віці. Дослідники вивчають, чи мають біполярний розлад, депресія та інші стани подібні зміни, і планують розглянути SNAP у більшій кількості областей мозку.
За матеріалами: ScienceAlert
