Wissenschaftler finden Zelltypen hinter Schizophrenie

Susan Lim: Transplant cells, not organs (Juni 2019).

Anonim

Die Biologie der Schizophrenie ist schwer zu untersuchen, da Hunderte von Genen an der Krankheit beteiligt sind. Aber jetzt haben Wissenschaftler die wenigen Zelltypen identifiziert, die hinter der Krankheit stehen.

Wissenschaftler sind der Ursache der Schizophrenie einen Schritt näher gekommen.

Das internationale Team - angeführt von Forschern des Karolinska Instituts in Schweden und der Universität von North Carolina in Chapel Hill - sagt, dass die Arbeit es leichter machen sollte, Experimente zu entwerfen, die zu neuen, verbesserten Behandlungen führen.

Ein Bericht über die Zusammenarbeit findet sich in einer wissenschaftlichen Arbeit, die kürzlich in der Zeitschrift Nature Genetics veröffentlicht wurde.

"Mit den Ergebnissen dieser Studie", so Co-Senior-Autor Jens Hjerling-Leffler, Assistenzprofessor und Forschungsgruppenleiter in der Abteilung für Medizinische Biochemie und Biophysik am Karolinska Institutet, "geben wir der Wissenschaft Gelegenheit, sich zu konzentrieren ihre Bemühungen, wo es maximale Wirkung geben wird. "

Schizophrenie ist eine schwere und behindernde langfristige psychische Erkrankung, die mehr als 21 Millionen Menschen weltweit betrifft.

Die Krankheit beeinträchtigt Verhalten und menschliche Eigenschaften, die viele nicht betroffene Menschen für selbstverständlich halten, wie Wahrnehmung, Denken, Sprache, Emotionen und ein "Selbstgefühl".

Häufige Symptome sind: Halluzinationen, in denen Stimmen gehört werden und "Dinge gesehen werden", die andere sagen, dass sie nicht da sind; und Wahnvorstellungen oder Festhalten an Glaubensvorstellungen, die falsch sind.

Ärztliche Behandlung und psychologische Unterstützung können wirksam sein, aber selbst mit dieser Hilfe kann es sehr schwer sein, sich mit einer derart behindernden Last in der Welt zurecht zu finden, Qualifikationen zu erwerben, einen Job zu halten und ein produktives Leben zu führen.

Neue Werkzeuge "transformieren" biologische Forschung

Schizophrenie Ursachen sind schwer zu bestimmen. Wissenschaftler glauben, dass verschiedene Faktoren beteiligt sein können, einschließlich Wechselwirkungen zwischen Genen und der Umwelt, wie Probleme während der Geburt und die Exposition gegenüber Viren.

Bei der Identifizierung der genetischen Faktoren wurden bedeutende Fortschritte erzielt, wenn wir die Hunderte von Genen berücksichtigen, die Studien jetzt mit Schizophrenie in Verbindung gebracht haben.

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Da jedoch jedes Gen nur einen kleinen Effekt hat, ist es sehr schwierig zu entscheiden, auf welche sich in Forschungsexperimenten und in der Behandlungsentwicklung konzentrieren soll.

Im Fokus dieser aktuellen Studie steht die Frage, wie sich Zelltypen, die durch Genkarten charakterisiert werden können, auf Krankheiten beziehen. Solche Forschungslinien sind jetzt dank eines neuen Werkzeugs namens "Single-Cell-Transkriptomik" möglich.

Die Transkriptomik von Einzelzellen transformiert unser Verständnis von Biologie, indem es Wissenschaftlern ermöglicht, die Genexpression in einzelnen Zellen zu quantifizieren.

Genexpressionskarten

Für die neue Studie erstellten die Forscher Genexpressionskarten für jeden Zelltyp im Gehirn und verglichen sie mit der detaillierten Liste der Hunderte von Schizophrenie-verwandten Genen.

Dies half ihnen, die spezifischen Zelltypen zu identifizieren, die wahrscheinlich am meisten zu der Störung beitragen, sowie jene, die wahrscheinlich am wenigsten beitragen.

"Wir fanden, " bemerken die Autoren, "dass die Genom-Ergebnisse der gemeinsamen Variante konsistent zu Pyramidenzellen, mittelgroßen stacheligen Neuronen (MSNs) und bestimmten Interneuronen kartiert wurden, aber weit weniger konsistent zu embryonalen, Vorläufer- oder Gliazellen."

Sie fanden auch, dass die beitragenden Zelltypen mit bestimmten Strukturen und Teilen des Gehirns verbunden sind und "unterschiedliche" Wirkungen ausüben können.

"Das mit MSNs verbundene genetische Risiko", so die Autoren weiter, "überlappte sich nicht mit dem von glutamatergen Pyramidenzellen und Interneuronen, was darauf hindeutet, dass verschiedene Zelltypen bei Schizophrenie biologisch unterschiedliche Rollen haben."

Das Team schlägt vor, dass die Ergebnisse als "Roadmap" für die Erforschung neuer Behandlungen dienen könnten.

"Getrennte Medikamente für jeden Zelltyp?"

"Eine Frage jetzt", erklärt Co-Senior Studienautor Patrick Sullivan - der Professuren sowohl in der Abteilung für Medizinische Epidemiologie und Biostatistik am Karolinska Institutet und der Abteilung für Genetik und Psychiatrie an der Universität von North Carolina hält - "ist, ob diese Gehirnzelle Typen sind mit den klinischen Merkmalen der Schizophrenie verwandt. "

Solche Fragen helfen zum Beispiel herauszufinden, ob die Behandlung schlechter ist, wenn ein Zelltyp besonders dysfunktional ist. Auch Dysfunktionen in einem anderen Zelltyp können zu langfristigen Nebenwirkungen wie kognitiven Problemen führen.

"Dies hätte wichtige Implikationen für die Entwicklung neuer Therapien, da für jeden beteiligten Zelltyp separate Medikamente benötigt werden", erklärt Prof. Sullivan.

Das Team glaubt, dass dank der neuen Werkzeuge wie der Einzelzell-Transkriptomik, Durchbrüche in unserem Verständnis der Biologie von anderen komplexen Zuständen, wie Depression, Autismus und Essstörungen erwartet werden können.

"Dies markiert einen Übergang in der Art und Weise, wie wir große genetische Studien verwenden können, um die Biologie von Krankheiten zu verstehen."

Prof. Jens Hjerling-Leffler