Schizofrenia - rozregulowana ekspresja genów

Rytmy okołodobowe mają wpływ na ekspresję genów oraz cykle włączania i wyłączania genów.

Nowe badanie stwierdza, że czas ekspresji genów jest znacznie zaburzony w mózgach osób cierpiących na schizofrenię.

Dr Colleen McClung, profesor psychiatrii na University of Pittsburgh, w Pensylwanii, wraz ze współpracownikami zrealizowała w tym zakresie badania, które opublikował w czasopiśmie Nature Communications.

Prof. McClung i zespół uzyskali dane dotyczące ekspresji genów obejmujące 150 zmarłych osób, z których 46 żyło ze schizofrenią. Ludzie ci mieli mniej niż 65 lat, kiedy umierali. 

Badacze przyjrzeli się ekspresji genów w grzbietowo-bocznej korze przedczołowej, obszarze mózgu zaangażowanym w funkcje poznawcze i pamięć. 

Rytmy okołodobowe są ściśle powiązane z „zegarem biologicznym”, który odnosi się do wrodzonego urządzenia do pomiaru czasu w organizmie złożonego ze specyficznych cząsteczek (białek), które oddziałują w komórkach w całym ciele.

Zachowanie tych białek regulowane jest poprzez ekspresję genów. Niektóre geny włączają się w nocy, podczas gdy inne robią to w ciągu dnia.

W badaniu prof. McClung i jej zespół zbadali mechanizm, za pomocą którego niektóre geny włączają się i wyłączają w mózgach osób chorych na schizofrenię i porównali zauważone rytmy z mózgami osób, które nie miały tej choroby.

W mózgach osób chorych na schizofrenię naukowcy stwierdzili zakłócenia rytmiczności ekspresji genów. Niektóre z tych zakłóceń wpłynęły na funkcjonowanie mitochondriów - maleńkich, wytwarzających energię organelli w komórkach.

Prof. McClung wyjaśnia wyniki za pomocą analogii. Mówi ona: W normalnym domu zazwyczaj światła są włączone w nocy, ale lodówka musi być cały czas włączona. W mózgu dotkniętym 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 znaleźli żadnej różnicy między osobami ze schizofrenią a osobami bez niej. Jednak u osób, które zmarły w nocy, stwierdzono znaczące różnice. 

- Gdybyśmy tylko oceniali, czy lodówka jest włączona w ciągu dnia, nie zobaczylibyśmy żadnej różnicy, ale w nocy już moglibyśmy zauważyć, że jest wyłączona - wyjaśnia problem prof. McClung.  

Autorzy podkreślają znaczenie wyników, mówiąc, że badania genetycznych korzeni schizofrenii powinny zwracać większą uwagę na rytmy okołodobowe.

- Nasze badanie pokazuje po raz pierwszy, że występują znaczące zakłócenia w codziennym czasie włączenia lub wyłączenia niektórych genów, co ma wpływ na to, jak rozumiemy chorobę na poziomie molekuł.