Modelul mamiferelor sugerează o singură genă legată de TOC

Cercetătorii au descoperit că șoarecii care lipsesc o singură genă au dezvoltat comportamente repetitive obsesiv-compulsive.

Șoarecii modificați genetic, care s-au comportat la fel ca oamenii cu un anumit tip de tulburare obsesiv-compulsivă (TOC), ar putea ajuta oamenii de știință să proiecteze noi terapii pentru această afecțiune debilitantă.

Cercetătorii au făcut descoperirea accidentală în timp ce se uitau la rolul unei gene, numită Slitrk5, pe care o legaseră mai devreme de celulele stem din sânge și celulele vasculare.

Într-o ediție online a Medicina naturii Oamenii de știință raportează cum, în studiile ulterioare, șoarecii în care gena a fost dezactivată („knock-out”) au demonstrat auto-îngrijire obsesivă și anxietate extremă.

$config[ads_text1] not found

Studiile ulterioare au arătat că circuitele creierului acestor șoareci au fost modificate în aceleași moduri care sunt implicate în TOC la oameni.

Această descoperire leagă Slitrk5 de dezvoltarea comportamentelor asemănătoare TOC și oferă oamenilor de știință un nou model de șoarece al tulburării, spun co-anchetatorii principali ai studiului, Dr. Shahin Rafii și Dr. Francis S.Y. Lee.

„În general, datele noastre sugerează că Slitrk5 poate avea un rol central în dezvoltarea simptomelor de bază ale TOC - comportament auto-vătămător, repetitiv și anxietate crescută”, spune dr. Rafii.

„Foarte puține tulburări psihiatrice au fost legate de o singură genă și va fi important să aflăm dacă pacienții cu tulburare prezintă o modificare a Slitrk5”.

Descoperirile pot ajuta oamenii de știință să înțeleagă mai bine atât dezvoltarea, cât și tratamentul pentru unul sau mai multe dintre tipurile diferite de comportamente umane TOC, spun doctorii. Sergey Shmelkov și Adília Hormigo, co-autori ai studiului și membri ai Ansary Stem Cell Institute.

„Nu putem stabili paralele directe între șoareci și oameni, deoarece comportamentul TOC la șoareci se prezintă ca auto-îngrijire excesivă, iar la oameni există un spectru larg de comportamente, de la spălarea mâinilor la alte acțiuni compulsive, precum și gânduri obsesive ”, Spune dr. Lee.

$config[ads_text2] not found

„Dar descoperirea noastră privind modificarea funcționării creierului sugerează o legătură foarte puternică în acest moment cu unele dintre problemele observate la oameni.”

Echipa de cercetare nu poate spune de ce o genă găsită în celulele stem din sânge și celulele vasculare ar putea fi implicată într-o tulburare a comportamentului cerebral, dar speculează că „vorbirea încrucișată” între sistemul vascular din creier și neuronii din țesutul cerebral poate fi legătura .

Dr. Rafii și colegii săi au identificat anterior Slitrk5 în celulele stem progenitoare care creează sânge și au demonstrat ulterior că proteina creată de această genă este exprimată în leucemie, celule stem embrionare și în subseturi de celule endoteliale, care sunt elementele de bază. blocuri pentru sistemul circulator.

În acest studiu, cercetătorii au analizat efectele create atunci când gena Slitrk5 a fost „eliminată” la șoarecii de laborator și înlocuită cu o genă „reporter”. „Am făcut acest lucru pentru că am vrut să analizăm efectul asupra sistemului sanguin, ceea ce ne interesează în primul rând”, spune dr. Shmelkov.

„Dar nu am găsit nimic, ceea ce a fost frustrant.”

Dar apoi Dr. Shmelkov și Dr. Hormigo au observat că unii șoareci knockout au început să dezvolte leziuni faciale și, în timp, toți șoarecii fără Slitrk5 au dezvoltat în cele din urmă aceleași probleme ale pielii. De asemenea, au observat că șoarecii erau hiperactivi și păreau să se îngrijească foarte mult.

Cercetătorii au înregistrat video acest comportament și l-au cuantificat și au descoperit că șoarecii knockout s-au îngrijit mult mai mult decât șoarecii de tip sălbatic, care au servit drept control experimental.

$config[ads_text3] not found

Un set de experimente de urmărire cu oamenii de știință din laboratorul Dr. Lee, Dr. Kevin Bath și Iva Dincheva, au concluzionat că șoarecii erau, de asemenea, mult mai anxioși în comparație cu șoarecii martor.

Oamenii de știință au oferit Prozac, un medicament standard utilizat în tratamentul pacienților cu TOC, ambelor seturi de șoareci și au descoperit că îngrijirea excesivă s-a oprit complet la animalele experimentale.

„Acum, că avem acest model de șoarece, putem testa noi terapii pentru TOC care pot fi aplicate în cele din urmă la oameni”, spune dr. Hormigo. „Știm că Prozac acționează pentru ameliorarea unor simptome ale TOC la om - medicamentul a funcționat și pentru șoarecii noștri TOC - dar efectul poate fi temporar și sunt necesare tratamente mai bine direcționate.”

Cercetătorii au analizat apoi funcția creierului la șoareci. Prin examinarea activității genei reporter care a fost înlocuită cu Slitrk5 la șoareci knock-out, au descoperit că gena era activă în tot creierul, dar excesiv de activă într-o parte a cortexului frontal.

Grupul Dr. Francis Lee, care a inclus autorii co-lideri Dr. Deqiang Jing și Catia Proenca, a efectuat apoi analize sofisticate și a descoperit anomalii structurale într-o regiune cerebrală conexă, striatul, o zonă a creierului implicată în recompensă și luarea deciziilor.

Neuronii din striatum au fost mai puțin complexi decât în ​​țesutul cerebral normal, ceea ce este o problemă, deoarece acești neuroni acționează ca un hub care primește și transmite intrarea către și de la cortex, spune dr. Jing.

O investigație ulterioară a demonstrat că nivelul receptorilor de glutamat din acești neuroni anumiți a scăzut, comparativ cu șoarecii martor.

Aceste descoperiri moleculare sugereaza ca aceasta gena joaca un rol unic, neasteptat in modificarea neurotransmisiei glutamatului in acest circuit special, spune dna Proenca.

Alți cercetători au creat modele de șoarece cu alte tipuri de TOC încă din 2007.

$config[ads_text4] not found

Cu toate acestea, pentru prima dată, constatările care implică Slitrk5 de către doctorii. Rafii, Lee și echipele lor sunt în concordanță cu studiile imagistice efectuate la oameni cu TOC care implică neregularitatea circuitelor corticostriatale în tulburare.

Aceasta lucrare este o ramura neasteptata de la stiinta celulelor stem in domeniul psihiatriei, si ar putea avea o aplicatie majora pentru tratamentul bolilor neuropsihiatrice, spune dr. Rafii.

Sursa: New York- Presbyterian Hospital / Weill Cornell Medical Center / Weill Cornell Medical College