Wetenschappers vinden celtypen achter schizofrenie
De biologie van schizofrenie is moeilijk te bestuderen, aangezien honderden genen bij de ziekte betrokken zijn. Maar nu hebben wetenschappers de weinige celtypen achter de ziekte geïdentificeerd.
Het internationale team - geleid door onderzoekers van het Karolinska Institutet in Zweden en de Universiteit van North Carolina in Chapel Hill - zegt dat het werk het gemakkelijker moet maken om experimenten te ontwerpen die tot nieuwe, verbeterde behandelingen leiden.
Een verslag van de samenwerking is te vinden in een wetenschappelijk artikel dat onlangs in het tijdschrift is gepubliceerd Nature Genetics.
"Met de resultaten van deze studie", zegt co-senior studie auteur Jens Hjerling-Leffler, een assistent-professor en onderzoeksgroepleider bij de afdeling Medische Biochemie en Biofysica aan het Karolinska Institutet, "geven we de wetenschappelijke gemeenschap een kans om zich te concentreren. hun inspanningen waar het maximaal effect zal hebben. "
Schizofrenie is een ernstige en invaliderende langdurige psychische aandoening die wereldwijd meer dan 21 miljoen mensen treft.
De ziekte schaadt gedrag en menselijke eigenschappen die veel niet-getroffen mensen als vanzelfsprekend beschouwen, zoals perceptie, denken, taal, emoties en het hebben van een 'zelfgevoel'.
Veel voorkomende symptomen zijn: hallucinaties, waarbij stemmen worden gehoord en 'dingen worden gezien' waarvan anderen zeggen dat ze er niet zijn; en waanideeën, of vasthouden aan overtuigingen die vals zijn.
Medische behandeling en psychologische ondersteuning kunnen effectief zijn, maar zelfs met deze hulp kan het beheersen van iemands weg in de wereld met een dergelijke invaliderende last het erg moeilijk maken om kwalificaties te behalen, een baan te behouden en een productief leven te leiden.
Nieuwe tools die biologisch onderzoek ‘transformeren’
De oorzaken van schizofrenie blijken moeilijk vast te stellen. Wetenschappers zijn van mening dat verschillende factoren een rol kunnen spelen, waaronder interacties tussen genen en omgeving, zoals problemen tijdens de geboorte en blootstelling aan virussen.
Er is aanzienlijke vooruitgang geboekt bij het identificeren van de genetische factoren, als we rekening houden met de honderden genen die studies nu in verband hebben gebracht met schizofrenie.
Omdat elk gen echter maar een klein effect uitoefent, maakt dit het erg moeilijk om te beslissen op welke u zich moet concentreren bij onderzoeksexperimenten en de ontwikkeling van behandelingen.
De focus van deze recente studie ligt op hoe celtypen - die kunnen worden gekarakteriseerd door genkaarten - zich verhouden tot ziekte. Dergelijke onderzoekslijnen zijn nu mogelijk dankzij een nieuwe tool genaamd 'single-cell transcriptomics'.
Eencellige transcriptomics "transformeert ons begrip van de biologie" door wetenschappers in staat te stellen niveaus van genexpressie in afzonderlijke cellen te kwantificeren.
Genexpressie kaarten
Voor de nieuwe studie hebben de onderzoekers genexpressiekaarten gemaakt voor elk celtype in de hersenen en deze vergeleken met de gedetailleerde lijst van de honderden aan schizofrenie gerelateerde genen.
Dit hielp hen om de specifieke celtypen te identificeren die waarschijnlijk het meest bijdragen aan de aandoening, evenals degenen die waarschijnlijk het minst bijdragen.
"We ontdekten," merken de auteurs op, "dat de genomische resultaten van de gemeenschappelijke variant consequent werden toegewezen aan piramidale cellen, medium spiny neuronen (MSN's) en bepaalde interneuronen, maar veel minder consistent aan embryonale, voorlopercellen of gliacellen."
Ze ontdekten ook dat de bijdragende celtypen zijn gekoppeld aan bepaalde structuren en delen van de hersenen en "verschillende" effecten kunnen hebben.
"Het genetische risico van MSN's", vervolgen de auteurs, "overlapt niet met dat van glutamaterge piramidale cellen en interneuronen, wat suggereert dat verschillende celtypen biologisch verschillende rollen hebben bij schizofrenie."
Het team suggereert dat de bevindingen kunnen dienen als een "routekaart" voor het onderzoeken van nieuwe behandelingen.
‘Aparte medicijnen voor elk celtype?’
"Een vraag nu", legt co-senior studie auteur Patrick Sullivan uit - die hoogleraar is in zowel de afdeling Medische Epidemiologie en Biostatistiek aan het Karolinska Institutet als de Afdeling Genetica en Psychiatrie aan de Universiteit van North Carolina - typen zijn gerelateerd aan de klinische kenmerken van schizofrenie. "
Dergelijke vragen helpen bijvoorbeeld om erachter te komen of de respons op de behandeling slechter is als een celtype bijzonder disfunctioneel is. Ook kan disfunctie in een ander type cel leiden tot bijwerkingen op de lange termijn, zoals cognitieve problemen.
"Dit zou belangrijke implicaties hebben voor de ontwikkeling van nieuwe behandelingen, aangezien voor elk betrokken celtype afzonderlijke medicijnen nodig kunnen zijn", legt prof. Sullivan uit.
Het team is van mening dat we dankzij de nieuwe tools, zoals eencellige transcriptomica, doorbraken kunnen verwachten in ons begrip van de biologie van andere complexe aandoeningen, zoals ernstige depressie, autisme en eetstoornissen.
"Dit markeert een overgang in hoe we grote genetische studies kunnen gebruiken om de biologie van ziekte te begrijpen."
Prof. Jens Hjerling-Leffler
