Loote ajurakkude moodustumisel leitud vaimsete ja neurodegeneratiivsete häirete juured

Mõnede neuropsühhiaatriliste häirete, näiteks autismi, bipolaarse häire või depressiooni, aga ka mõnede neurodegeneratiivsete haiguste, näiteks Alzheimeri ja Parkinsoni tõve, päritolu võib peituda loote aju arengu väga varajases staadiumis. See on varem kui seni arvati, selgub Hospital del Mari uurimisinstituudi ja Yale'i ülikooli uuringust, mis avaldati ajakirjas Nature Communications.

Töö keskendus „vaimuhaiguste päritolu leidmisele loote arengu kõige varasemas staadiumis, eriti aju tüvirakkudes“, selgitab dr Gabriel Santpere, Miguel Serveti programmi teadur ja Istituto Investigaciones Hospital del Mari biomeditsiinilise informaatika programmi neurogenoomika uurimisrühma koordinaator, mis on koostöörühm Pompeu Fabra ülikooliga.

Selleks kasutasid nad peaaegu 3000 geeni nimekirja, mis on seotud neuropsühhiaatriliste haiguste, neurodegeneratiivsete patoloogiate ja ajukoore väärarengutega, ning modelleerisid nende muutmise mõju aju arengus osalevatele rakkudele. Tulemused näitavad, et paljud neist geenidest toimivad juba loote arengu varases staadiumis tüvirakkudes – eellasrakkudes, mis kujundavad aju, luues neuroneid ja neid toetavaid struktuure.

Selle saavutamine polnud kerge ülesanne. Seda aju arenguetappi on väga raske uurida. Sel põhjusel koondasid teadlased hulgaliselt andmeid inimeste ja hiirte ajudest ning ka andmeid in vitro rakumudelitest.

Nagu märgib dr Nicola Micali, Yale'i ülikooli dr Pasko Rakici labori dotsent ja uuringu kaasjuht: „Teadlased uurivad tavaliselt täiskasvanute vaimuhaiguste geene, kuid selles töös leidsime, et paljud neist geenidest on juba loote aju arengu alguses aktiivsed ning muutused neis võivad mõjutada aju arengut ja aidata kaasa vaimsete häirete tekkele hilisemas elus.“

Uuringus modelleeriti iga aju arengus osaleva rakutüübi jaoks spetsiifilisi regulatiivseid võrgustikke, et näha, kuidas analüüsitud erinevate ajuhaigustega seotud geenide aktiveerimine või deaktiveerimine mõjutab eellasrakke erinevates etappides. See võimaldas neil jälgida iga geeni olulisust erinevaid haigusi põhjustavate häirete arengus. Nimekiri ulatub mikrotsefaaliast ja hüdrotsefaaliast autismi, depressiooni, bipolaarse häire, anoreksia või skisofreeniani ning hõlmab ka Alzheimeri ja Parkinsoni tõbe.

On leitud, et kõik need patoloogiad hõlmavad geene, mis on seotud aju arengu kõige varasemates etappides, kui närvitüvirakud on aktiivsed. „Me käsitleme laia valikut haigusi, mille all aju võib kannatada, ja uurime, kuidas nende seisunditega seotud geenid närvitüvirakkudes käituvad,“ lisab Joel Mato-Blanco, Hospital del Mari uurimisinstituudi teadur.

Samal ajal juhib ta tähelepanu sellele, et töö "tuvastab ajaaknad ja rakutüübid, milles nende geenide toime on kõige olulisem, näidates, millal ja kuhu nende geenide funktsiooni suunata".

Selle teabe omamine "on kasulik ajukoore mõjutavate haiguste päritolu mõistmiseks, st kuidas geneetilised muutused nendeks patoloogiateks muunduvad," ütleb dr Santpere.

Nende mehhanismide ja iga geeni rolli mõistmine igas haiguses aitab välja töötada sihipäraseid ravimeetodeid, mis on neile suunatud, avades võimalusi geeniteraapiaks ja personaalseks raviks.