Rødder til psykiske og neurodegenerative lidelser fundet i dannelsen af føtal hjerneceller

Oprindelsen til nogle neuropsykiatriske lidelser, såsom autisme, bipolar lidelse eller depression, samt nogle neurodegenerative sygdomme, såsom Alzheimers og Parkinsons, kan ligge meget tidligt i udviklingen af fosterhjernen. Det vil sige tidligere end tidligere antaget, ifølge en undersøgelse foretaget af Institute for Research på Hospital del Mar og Yale University, offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications.

Arbejdet fokuserede "på at finde oprindelsen af psykiske sygdomme i de tidligste stadier af fosterudviklingen, især i hjernestamceller," forklarer Dr. Gabriel Santpere, forsker i Miguel Servet-programmet og koordinator for Neurogenomics Research Group i Biomedical Informatics Program på Istituto Investigaciones Hospital del Mar, en samarbejdsgruppe med Pompeu Fabra Universitet.

For at gøre dette brugte de en liste med næsten 3.000 gener forbundet med neuropsykiatriske sygdomme, neurodegenerative patologier og kortikale misdannelser, og modellerede effekten af at ændre dem på celler involveret i hjernens udvikling. Resultaterne viser, at mange af disse gener allerede fungerer tidligt i fosterudviklingen i stamceller - de forløbere, der former hjernen, skaber neuroner og de strukturer, der understøtter dem.

Det var ingen nem opgave at opnå dette. Denne fase af hjernens udvikling er meget vanskelig at studere. Af denne grund samlede forskerne en mængde data fra menneske- og musehjerner samt data fra in vitro-cellemodeller.

Som Dr. Nicola Micali, en associeret forsker i Dr. Pasko Rakics laboratorium på Yale og medleder af undersøgelsen, bemærker: "Forskere studerer typisk gener for psykisk sygdom hos voksne, men i dette arbejde fandt vi, at mange af disse gener allerede er aktive tidligt i fosterhjernens udvikling, og at ændringer i dem kan påvirke hjernens udvikling og bidrage til psykiske lidelser senere i livet."

Undersøgelsen modellerede specifikke regulatoriske netværk for hver celletype involveret i hjernens udvikling for at se, hvordan aktivering eller deaktivering af de analyserede gener forbundet med forskellige hjernesygdomme påvirker progenitorceller på forskellige stadier. Dette gjorde det muligt for dem at observere betydningen af hvert gen i udviklingen af lidelser, der forårsager forskellige sygdomme. Listen spænder fra mikrocefali og hydrocefalus til autisme, depression, bipolar lidelse, anoreksi eller skizofreni, og omfatter også Alzheimers og Parkinsons sygdom.

Alle disse patologier har vist sig at involvere gener involveret i de tidligste faser af hjernens udvikling, når neurale stamceller er aktive. "Vi dækker en bred vifte af sygdomme, som hjernen kan lide af, og studerer, hvordan de gener, der er involveret i disse tilstande, opfører sig i neurale stamceller," tilføjer Joel Mato-Blanco, forsker ved Instituttet for Forskning på Hospital del Mar.

Samtidig påpeger han, at arbejdet "identificerer de tidsvinduer og celletyper, hvor disse geners virkning er mest signifikant, og angiver, hvornår og hvor disse geners funktion skal målrettes."

At have disse oplysninger "er nyttige til at forstå oprindelsen af sygdomme, der påvirker hjernebarken, det vil sige hvordan genetiske ændringer omdannes til disse patologier," siger Dr. Santpere.

Forståelse af disse mekanismer og hvert gens rolle i hver sygdom kan hjælpe med at udvikle målrettede terapier, der er rettet mod dem, hvilket åbner op for muligheder for genterapi og personlig behandling.