Schizofrenia: Geny związane z rytmami okołodobowymi mogą zostać zakłócone
Nowe badania dotyczą mózgów osób ze schizofrenią i znajdują zakłócone wzorce ekspresji w genach związanych z cyklami snu i czuwania.
Na całym świecie schizofrenia jest jedną z 15 głównych przyczyn niepełnosprawności, dotykającą około 1% światowej populacji.
Według niektórych szacunków w Stanach Zjednoczonych nieco ponad 1% dorosłych, czyli około 3 miliony, może chorować na schizofrenię.
Stan ten powoduje kilka objawów, w tym upośledzenie procesów myślowych, emocji i zachowań społecznych. Osoby ze schizofrenią również często doświadczają bezsenności i zakłóconych cykli snu i czuwania.
Nowe badanie dotyczy związku między rytmami dobowymi - które pomagają regulować cykle dnia i nocy - a schizofrenią.
Rytmy okołodobowe mają wpływ na ekspresję genów i rytmy, za pomocą których geny włączają się i wyłączają.
Nowe badanie wykazało, że czas ekspresji genów jest znacząco zaburzony w mózgach osób ze schizofrenią.
Dr Colleen McClung, profesor psychiatrii na Uniwersytecie w Pittsburghu w Pensylwanii, jest głównym autorem badania. Prof. McClung i współpracownicy opublikowali swoje odkrycia w czasopiśmie Nature Communications.
Badanie zegara biologicznego w mózgu
Prof. McClung i zespół uzyskali dane dotyczące ekspresji genów pośmiertnych od 150 osób, z których 46 żyło ze schizofrenią. W chwili śmierci ludzie mieli mniej niż 65 lat, a naukowcy mieli dostęp do czasów śmierci.
W szczególności badacze przyjrzeli się ekspresji genów w grzbietowo-bocznej korze przedczołowej, obszarze mózgu odpowiedzialnym za funkcje poznawcze i pamięć.
Termin „rytm okołodobowy” opisuje „fizyczne, psychiczne i behawioralne zmiany, które następują po codziennym cyklu”.
Rytmy okołodobowe są ściśle powiązane z „zegarem biologicznym”, który odnosi się do „wrodzonego urządzenia do pomiaru czasu organizmu […] złożonego z określonych cząsteczek (białek), które oddziałują w komórkach w całym ciele”.
Ekspresja genów reguluje zachowanie tych białek. Tak więc niektóre geny włączają się w nocy, podczas gdy inne w ciągu dnia.
W swoich obecnych badaniach prof. McClung i zespół zbadali rytmy włączania i wyłączania niektórych genów w mózgach osób ze schizofrenią i porównali te rytmy z rytmami w mózgach osób zdrowych.
Ponieważ wiedzieli, czy ludzie umierali w dzień czy w nocy, naukowcy mogli opracować statystyczną metodę ujawniania wzorców rytmiczności ekspresji genów.
Jak zaburzona jest rytmiczność genów
W mózgach osób ze schizofrenią naukowcy odkryli zakłócenia w rytmiczności ekspresji genów.
Niektóre z tych zakłóceń wpłynęły na funkcjonowanie mitochondriów - maleńkich, wytwarzających energię organelli wewnątrz komórek. Te geny zyskały rytmiczność, podczas gdy geny zaangażowane w stan zapalny ją utraciły.
Główny autor badania wyjaśnia wyniki za pomocą analogii. Mówi: „W normalnym domu - jak zdrowy mózg - powiedzmy, że światła są włączone w nocy, ale lodówka musi być włączona przez cały czas”.
„Widzieliśmy, że w mózgu ze schizofrenią światła są włączone przez cały dzień, a lodówka wyłącza się w nocy”.
Co więcej, kiedy badacze przyglądali się tylko aktywności mózgu osób zmarłych w ciągu dnia, nie stwierdzili żadnej różnicy między osobami ze schizofrenią a osobami bez niej. Jednak u osób, które zmarły w nocy, stwierdzili znaczące różnice.
Główny autor badania i adiunkt psychiatrii na Uniwersytecie w Pittsburghu, dr Marianne Seney, wyjaśnia: „Gdybyśmy tylko spojrzeli, aby sprawdzić, czy lodówka jest włączona w ciągu dnia, nie zobaczylibyśmy różnicy, ale w nocy, byłby jeden ”.
Autorzy podkreślają wagę ustaleń, stwierdzając, że w badaniach nad genetycznymi korzeniami schizofrenii należy zwrócić większą uwagę na rytmy okołodobowe.
„Nasze badanie pokazuje, po raz pierwszy, że istnieją znaczne zakłócenia w codziennym harmonogramie włączania lub wyłączania niektórych genów, co ma wpływ na sposób, w jaki rozumiemy chorobę na poziomie molekularnym”.
Prof. Colleen McClung
