Могат ли промените в мозъчните енергийни пътища да причинят депресия?
Ново изследване установи мутации в ДНК кода, които могат да повлияят на енергийния метаболизъм. Той също така намери връзка с голямо депресивно разстройство.
Световната здравна организация (СЗО) описва депресията като „водещата причина за увреждане в световен мащаб“.
Засяга повече от 300 милиона души по света.
Експертите смятат, че много фактори допринасят за голямо депресивно разстройство (MDD).
Те включват генетика, фактори на околната среда, включително злоупотреба, физиология на мозъка и имунната система.
Една от теориите е, че нарушенията в енергийния метаболизъм в мозъка могат да допринесат на човек, развил MDD.
Концептуално това е относително лесно да се проследи. Мозъкът има много по-голямо изискване за енергия от другите органи. Всяко смущение в тази фино настроена система може да има драстични последици.
Медицински новини днес наскоро докладва за проучване, при което изследователите са изтрили гена Sirt1 в възбуждащите неврони на предния мозък при мъжки мишки. Резултатът е рязко намаляване на броя на митохондриите в тези клетки, придружено от симптоми, подобни на депресия.
Митохондриите, така наречените електростанции на клетката, са специализирани отделения, които превръщат храната, която ядем, в химическата енергия, необходима на нашите клетки, за да функционират. Всяка клетка има много митохондрии, за да осигури безпроблемно снабдяване с енергия.
Ако намалим техния брой или нарушим сложните метаболитни пътища, клетките могат да умрат поради енергиен глад.
В статия, публикувана наскоро в списанието Изследвания на нуклеиновата киселина, учените са използвали биоинформативни инструменти за идентифициране на големи мутации в генетичния код на митохондриите. Те откриха значителен молекулен подпис на тях в подгрупа от мозъчни проби с MDD.
Идентифициране на близо 4500 мутации
Гените в митохондриите и някои в ядрото на клетката са отговорни за поддържането на мощностите. Мутациите в тези генетични местоположения могат да причинят митохондриални заболявания. Човек може да наследи тези мутации, но те също могат да се натрупват през целия си живот.
Учените знаят, че делециите, вид ДНК мутация, при която липсва голям участък от генетичен код, причиняват редица митохондриални заболявания.
Водещ автор на изследването Брук Е. Хелм - асистент по клинична транслационна геномика в Университета на Южна Калифорния в Лос Анджелис - обясни на MNT че изследователите вече са идентифицирали около 800 такива делеции в митохондриалния геном.
„Така че - каза тя, - това, което направих, беше, че използвах инструмент, който вече е достъпен за изследователската общност, наречен MapSplice, и разработих процес, така че да може да се използва за откриване и количествено определяне на митохондриални делеции.“
Този проект се осъществи в лабораторията на д-р Маркиз Ваутер, в Катедрата по психиатрия и човешко поведение в Калифорнийския университет, Ървайн, където д-р Хелм завърши следдокторското си обучение по психиатрична генетика.
Д-р Ваутер и неговата лаборатория изучават делеции в митохондриална ДНК в продължение на няколко години, по-специално разглеждайки мозъчната тъкан на хора с психични заболявания.
Докато Hjelm беше уверен, че нейният инструмент за анализ ще й позволи да идентифицира много заличавания в своите проби, тя беше изненадана да открие толкова много.
В 93-те човешки проби - получени от 41 починали лица - включени в проучването, тя открива близо 4500 заличавания.
Не всички от тези мутации обаче задължително причиняват заболяване. Ако мутация се случи само в няколко от митохондриите в клетката на човек, останалите електроцентрали могат да поемат отпускането. Ако обаче достигне определен праг, клетката може да не може да продължи да функционира нормално.
„Едно нещо, което ми се стори особено интересно, беше, че много от заличаванията, които открих (особено тези, идентифицирани в много проби), бяха предварително идентифицирани при [тези] с митохондриални заболявания“, обясни Хелм.
„Какво означава това“, продължи тя, „е, че има заличавания, които преди това са били наблюдавани само при един или няколко [души] с диагностицирана митохондриална болест, което предполага, че те са редки, докато в действителност тези заличавания вероятно се срещат при всички нас , те просто не присъстват с достатъчно висока честота, за да причинят заболяване. "
Подмножество проби от MDD имат заличения
След като разработиха новия инструмент за биоинформатика, Hjelm и нейните колеги се заеха да отговорят на следния въпрос: Дали хората с диагностицирани психиатрични заболявания имат доказателства за митохондриална дисфункция в мозъка си?
От 41 души, включени в проучването, девет са имали диагноза за MDD.
Hjelm е открила голям брой „силно въздействащи“ делеции, както тя ги нарича в изследването, в мозъчна тъкан от двама от хората с MDD.
„Това, което виждаме в нашите данни, е, че подмножество от [хора] с MDD имат голяма митохондриална делеция в мозъка си […].“
Брук Е. Хелм
Как точно заличаванията могат да причинят депресия?
Според Хелм, „Основният принцип би бил, че мозъчните ви клетки (неврони) се нуждаят от енергия, за да функционират и комуникират помежду си правилно и тъй като тези клетки не получават енергия от достатъчно здрави митохондрии, те не могат да предават съобщения от един регион към друг или реагирайте на външни стимули по начина, по който трябва. "
Тя също сподели някои от оставащите въпроси, което включва по-добро разбиране на „кои мозъчни региони са податливи на това и [...] какъв дял от [хората] с депресия имат този конкретен митохондриален проблем.“
Определянето на това кой носи делеции в техния митохондриален геном ще бъде значително препятствие, което екипът ще трябва да преодолее. Тъй като отстраняването на мозъчна тъкан за диагностика не е практично, Hjelm посочи, че ще са необходими нови техники за образна диагностика на мозъка или тестове за биомаркер.
В крайна сметка, Hjelm се надява, че това ще позволи на медицинските специалисти да използват персонализиран медицински подход и да приспособяват лечения, които най-вероятно ще отговорят на основните молекулярни причини за MDD при тези хора.
