Rădăcinile tulburărilor mentale și neurodegenerative găsite în formarea celulelor creierului fetal

Originile unor tulburări neuropsihiatrice, cum ar fi autismul, tulburarea bipolară sau depresia, precum și ale unor boli neurodegenerative, cum ar fi Alzheimer și Parkinson, ar putea fi foarte timpurii în dezvoltarea creierului fetal. Adică, mai devreme decât se credea anterior, potrivit unui studiu realizat de Institutul de Cercetare de la Spitalul del Mar și Universitatea Yale, publicat în revista Nature Communications.

Lucrarea s-a concentrat „pe găsirea originilor bolilor mintale în cele mai timpurii etape ale dezvoltării fetale, în special în celulele stem cerebrale”, explică Dr. Gabriel Santpere, cercetător în cadrul Programului Miguel Servet și coordonator al Grupului de Cercetare Neurogenomică din cadrul Programului de Informatică Biomedicală al Institut Investigaciones Hospital del Mar, un grup în colaborare cu Universitatea Pompeu Fabra.

Pentru a realiza acest lucru, au folosit o listă de aproape 3.000 de gene asociate cu boli neuropsihiatrice, patologii neurodegenerative și malformații corticale și au modelat efectul modificării acestora asupra celulelor implicate în dezvoltarea creierului. Rezultatele arată că multe dintre aceste gene funcționează deja la o vârstă fragedă, în celulele stem - precursorii care modelează creierul, creând neuroni și structurile care îi susțin.

Realizarea acestui lucru nu a fost o sarcină ușoară. Această etapă a dezvoltării creierului este foarte dificil de studiat. Din acest motiv, cercetătorii au reunit o multitudine de date din creierele umane și ale șoarecilor, precum și date din modele celulare in vitro.

După cum notează Dr. Nicola Micali, cercetător asociat în laboratorul Dr. Pasko Rakic de la Yale și co-lider al studiului, „Oamenii de știință studiază de obicei genele bolilor mintale la adulți, dar în această lucrare am descoperit că multe dintre aceste gene sunt deja active la începutul dezvoltării creierului fetal și că modificările acestora pot afecta dezvoltarea creierului și pot contribui la tulburări mintale mai târziu în viață.”

Studiul a modelat rețele de reglare specifice pentru fiecare tip de celulă implicată în dezvoltarea creierului pentru a vedea cum activarea sau dezactivarea genelor analizate, asociate cu diferite boli ale creierului, afectează celulele progenitoare în diferite etape. Acest lucru le-a permis să observe importanța fiecărei gene în dezvoltarea tulburărilor care cauzează diferite boli. Lista variază de la microcefalie și hidrocefalie la autism, depresie, tulburare bipolară, anorexie sau schizofrenie, incluzând și boala Alzheimer și Parkinson.

S-a descoperit că toate aceste patologii implică gene implicate în cele mai timpurii faze ale dezvoltării creierului, când celulele stem neuronale sunt active. „Acoperim o gamă largă de boli de care poate suferi creierul și studiem modul în care genele implicate în aceste afecțiuni se comportă în celulele stem neuronale”, adaugă Joel Mato-Blanco, cercetător la Institutul de Cercetare al Spitalului del Mar.

În același timp, el subliniază că lucrarea „identifică ferestrele temporale și tipurile de celule în care acțiunea acestor gene este cea mai semnificativă, indicând când și unde trebuie vizată funcția acestor gene”.

Deținerea acestor informații „este utilă pentru înțelegerea originilor bolilor care afectează cortexul cerebral, adică a modului în care modificările genetice sunt transformate în aceste patologii”, spune dr. Santpere.

Înțelegerea acestor mecanisme și a rolului fiecărei gene în fiecare boală poate ajuta la dezvoltarea de terapii specifice care să le vizeze, deschizând oportunități pentru terapia genică și tratamentul personalizat.