Voivatko aivojen energiareittien muutokset aiheuttaa masennusta?
Uusi tutkimus on tunnistanut mutaatiot DNA-koodissa, jotka voivat vaikuttaa energian aineenvaihduntaan. Se löysi myös linkin masennukseen.
Maailman terveysjärjestö (WHO) kuvaa masennusta "johtavaksi vammaisuuden syyksi maailmanlaajuisesti".
Se vaikuttaa yli 300 miljoonaan ihmiseen ympäri maailmaa.
Asiantuntijat uskovat, että monet tekijät vaikuttavat masennukseen (MDD).
Näitä ovat genetiikka, ympäristötekijät, mukaan lukien väärinkäyttö, aivofysiologia ja immuunijärjestelmä.
Yksi teoria on, että häiriöt energian aineenvaihdunnassa aivoissa voivat myötävaikuttaa MDD: n kehittymiseen.
Käsitteellisesti tätä on suhteellisen helppo seurata. Aivot tarvitsevat paljon enemmän energiaa kuin muut elimet. Tämän hienosti viritetyn järjestelmän häiriöillä voi olla dramaattisia seurauksia.
Lääketieteelliset uutiset tänään raportoi äskettäin tutkimuksesta, jossa tutkijat poistivat geenin Sirt1 uroshiirien etuaivojen eksitaatio- neuroneissa. Tuloksena oli mitokondrioiden määrän voimakas väheneminen näissä soluissa, joihin liittyi masennuksen kaltaisia oireita.
Mitokondriot, ns. Solun voimalaitokset, ovat erikoistuneita osastoja, jotka muuttavat syömämme ruoan kemialliseksi energiaksi, jota solumme tarvitsevat toimiakseen. Jokaisessa solussa on monia mitokondrioita sujuvan energian saannin varmistamiseksi.
Jos pienennämme niiden määrää tai häiritsemme monimutkaisia aineenvaihduntareittejä, solut voivat kuolla energianälkää johtuen.
Äskettäin julkaistussa lehdessä Nukleiinihappotutkimus, tutkijat käyttivät bioinformatiikkatyökaluja tunnistaakseen suuret mutaatiot mitokondrioiden geneettisessä koodissa. He löysivät näiden merkittävän molekyylimerkinnän MDD: tä sairastavien aivenäytteiden joukosta.
Tunnistetaan lähes 4500 mutaatiota
Geenit mitokondrioissa ja jotkut solun ytimessä ovat vastuussa voimalaitosten pitämisestä käynnissä. Mutaatiot näissä geneettisissä paikoissa voivat aiheuttaa mitokondrioiden sairauksia. Henkilö voi periä nämä mutaatiot, mutta ne voivat myös kertyä elämänsä aikana.
Tutkijat tietävät, että deleetiot, eräänlainen DNA-mutaatio, josta puuttuu suuri osa geneettistä koodia, aiheuttavat useita mitokondrioiden sairauksia.
Johtava tutkimuksen kirjoittaja Brooke E.Hjelm - kliinisen translaation genomiikan apulaisprofessori Etelä-Kalifornian yliopistossa Los Angelesissa - selitti MNT että tutkijat olivat jo tunnistaneet noin 800 tällaista deleetiota mitokondrioiden genomista.
"Joten", hän sanoi, "mitä tein, hyödynsin työkalua, joka on jo tutkimusyhteisön käytettävissä, nimeltä MapSplice, ja kehitin prosessin, jotta sitä voitaisiin käyttää mitokondrioiden poistojen havaitsemiseen ja kvantifiointiin."
Tämä projekti toteutui tohtori Marquis Vawterin laboratoriossa Kalifornian yliopiston Irvinen psykiatrian ja ihmiskäyttäytymisen laitoksella, jossa tohtori Hjelm valmistui psykiatrisen genetiikan tohtorikoulutukseen.
Tohtori Vawter ja hänen laboratorionsa ovat tutkineet mitokondrioiden DNA: n deleetioita useita vuosia tarkastelemalla erityisesti mielenterveyspotilaiden aivokudosta.
Vaikka Hjelm oli vakuuttunut siitä, että analyysityökalunsa avulla hän pystyi tunnistamaan näytteistään monia poistoja, hän oli yllättynyt löytäessään melko paljon.
Tutkimukseen sisältyneissä 93 ihmiskokeessa, jotka tulivat 41 kuolleelta yksilöltä, hän löysi lähes 4500 poistoa.
Kaikki nämä mutaatiot eivät kuitenkaan välttämättä aiheuta tautia. Jos mutaatio tapahtuu vain muutamassa ihmisen solun mitokondriossa, muut voimalaitokset voivat viedä löysyyden. Jos solu saavuttaa tietyn kynnyksen, solu ei kuitenkaan välttämättä pysty jatkamaan normaalia toimintaa.
"Yksi mielestäni erityisen mielenkiintoinen asia oli se, että monet havaitsemistani deleetioista (etenkin monista näytteistä tunnistetut) oli aiemmin tunnistettu mitokondriotaudeista kärsivillä", Hjelm selitti.
"Tämä tarkoittaa," hän jatkoi, "että on olemassa poistoja, joita aiemmin oli havaittu vain yhdellä tai muutamalla [diagnosoidulla mitokondrioiden sairaudella [ihmisellä], mikä viittaa siihen, että ne ovat harvinaisia, vaikka itse asiassa näitä poistoja esiintyy todennäköisesti meissä kaikissa. , he eivät vain ole riittävän korkealla taudin aiheuttajina. "
Osa MDD-näytteistä on poistettuja
Kehitettyään uuden bioinformatiikkatyökalun Hjelm ja hänen kollegansa pyrkivät vastaamaan seuraavaan kysymykseen: Onko diagnosoiduilla psykiatrisilla sairailla ihmisillä todisteita aivojen mitokondrioiden toimintahäiriöistä?
Tutkimukseen osallistuneesta 41 ihmisestä yhdeksällä oli diagnoosi MDD: lle.
Hjelm löysi useita MDD-potilaiden aivokudoksista, kuten hän kutsuu niitä tutkimuksessa, suuria vaikutuksia.
"Mitä näemme tiedoistamme, on se, että osalla MDD: tä sairastavista ihmisistä aivoissa on suuri mitokondrioiden poisto […]."
Brooke E.Hjelm
Kuinka poistot tarkalleen saattavat aiheuttaa masennusta?
Hjelmin mukaan "Perusperiaate olisi, että aivosolusi (neuronisi) tarvitsevat energiaa toimiakseen ja kommunikoidakseen keskenään oikein, ja koska nämä solut eivät saa energiaa tarpeeksi terveistä mitokondrioista, ne eivät voi välittää viestejä yhdeltä tai reagoida ulkoisiin ärsykkeisiin samalla tavalla kuin heidän pitäisi. "
Hän jakoi myös joitain jäljellä olevista kysymyksistä, joihin kuuluu paremman käsityksen saaminen siitä, "mitkä aivojen alueet ovat alttiita tälle ja […] kuinka suurella osalla masennusta sairastavista ihmisistä on tämä erityinen mitokondrioiden ongelma".
Mitokondrioiden genomissa olevien poistojen tekeminen on merkittävä este, jonka tiimin on voitettava. Koska aivokudoksen poistaminen diagnoosia varten ei ole käytännöllistä, Hjelm ilmoitti, että tarvitaan uusia aivojen kuvantamistekniikoita tai biomarkkeritestejä.
Viime kädessä Hjelm toivoo, että tämä antaa terveydenhuollon ammattilaisten käyttää henkilökohtaista lääketieteellistä lähestymistapaa ja räätälöidä hoitoja, jotka todennäköisimmin käsittelevät MDD: n taustalla olevia molekyylisyitä näillä ihmisillä.
