מחקר זיהה שינויים דומים בפעילות הגנים הקשורים לתפקוד הסינפטי במוחם של חולי סכיזופרניה וקשישים, דבר המצביע על קשר ביולוגי נפוץ לפגיעה קוגניטיבית, באמצעות ניתוח של תוכנית הנוירונים והאסטרוציטים הסינפטיים (SNAP) בדגימות רקמת המוח . קרדיט: twoday.co.il.com
ליקוי קוגניטיבי בשני המצבים עשוי להיות קשור לשינויים גנטיים המתואמים היטב בשני סוגים של תאי מוח, המספקים רמזים לטיפולים אפשריים.
חוקרים ממכון Broad של MIT והרווארד, יחד עם עמיתים מבית הספר לרפואה של הרווארד ומבית החולים מקלין, זיהו שינויים עקביים להפליא בביטוי הגנים במוחם של אנשים עם סכיזופרניה ומבוגרים. תגלית זו מצביעה על בסיס ביולוגי משותף העומד בבסיס הקשיים הקוגניטיביים הנצפים לעתים קרובות בחולים עם סכיזופרניה ובאוכלוסיות מזדקנות.
במחקר שפורסם ב טֶבַע, הצוות מתאר כיצד הם ניתחו ביטוי גנים ביותר ממיליון תאים בודדים מרקמת מוח שלאחר המוות מ-191 אנשים. הם מצאו שאצל אנשים עם סכיזופרניה ובמבוגרים ללא סכיזופרניה, שני סוגי תאי מוח הנקראים אסטרוציטים ונוירונים הפחיתו את הביטוי שלהם של גנים התומכים בצמתים בין נוירונים הנקראים סינפסות, בהשוואה לאנשים בריאים או צעירים יותר. הם גם גילו שינויים בביטוי גנים מסונכרנים היטב בשני סוגי התאים: כאשר נוירונים הפחיתו את הביטוי של גנים מסוימים הקשורים לסינפסות, אסטרוציטים שינו באופן דומה ביטוי של קבוצה ברורה של גנים התומכים בסינפסות.
הצוות כינה את סט השינויים המתואם הזה בשם תוכנית הנוירונים והאסטרוציטים הסינפטיים (SNAP). אפילו אצל אנשים בריאים וצעירים, הביטוי של גנים SNAP תמיד גדל או ירד בצורה מתואמת בתאי העצב ובאסטרוציטים שלהם.
"המדע מתמקד לעתים קרובות באילו גנים כל סוג תא מבטא בפני עצמו", אמר סטיב מקארול, מחבר בכיר במחקר וחבר מכון במכון ברוד. "אבל רקמת מוח מאנשים רבים, וניתוחים של למידת מכונה של הנתונים האלה, עזרו לנו לזהות מערכת גדולה יותר. סוגי תאים אלה אינם פועלים כישויות עצמאיות, אך יש להם תיאום ממש הדוק. החוזק של מערכות היחסים האלה עצרה לנו את הנשימה".
סכיזופרניה ידועה כגורמת להזיות ואשליה, שניתן לטפל בהן לפחות בחלקה באמצעות תרופות. אבל זה גם גורם לירידה קוגניטיבית מתישה, שאין לה טיפולים יעילים והיא שכיחה גם בהזדקנות. הממצאים החדשים מצביעים על כך שהשינויים הקוגניטיביים בשני המצבים עשויים לכלול שינויים תאיים ומולקולריים דומים במוח.
"כדי לזהות תיאום בין אסטרוציטים ונוירונים בסכיזופרניה והזדקנות, היינו צריכים לחקור דגימות רקמה ממספר גדול מאוד של אנשים", אמרה סבינה ברטה, מחברת בכירה של המחקר, פרופסור חבר בבית הספר לרפואה בהרווארד. חוקר בתחום ההפרעות הפסיכיאטריות. "תודתנו מגיעה לכל התורמים שבחרו לתרום את המוח שלהם למחקר כדי לעזור לאחרים הסובלים מהפרעות מוחיות ולמי שנרצה להקדיש את העבודה הזו".
מקארול הוא גם מנהל הנוירוביולוגיה הגנומית של מרכז סטנלי למחקר פסיכיאטרי של ברוד ופרופסור בבית הספר לרפואה של הרווארד. ברטה גם מנהל את מרכז משאבי רקמות המוח של הרווארד (HBTRC), שסיפק רקמות למחקר. אמי לינג, חוקרת פוסט-דוקטורט במעבדה של מקארול, הייתה המחברת הראשונה של המחקר.
תובנות SNAP
המוח פועל בחלקו הגדול משום שנוירונים מתחברים לנוירונים אחרים בסינפסות, שם הם מעבירים אותות זה לזה. המוח יוצר כל הזמן סינפסות חדשות וגזם ישנות. מדענים חושבים שסינפסות חדשות עוזרות למוח שלנו להישאר גמיש, ומחקרים – כולל מאמצים קודמים של מדענים במעבדה של מקארול ובקונסורציונים בינלאומיים – הראו שגורמים גנטיים רבים הקשורים לסכיזופרניה מערבים גנים שתורמים לתפקוד הסינפסות.
במחקר החדש, מקארול, ברטה ועמיתיו השתמשו בגרעין יחיד RNA רצף, המודד ביטוי גנים בתאים בודדים, כדי להבין טוב יותר כיצד המוח משתנה באופן טבעי בין אנשים. הם ניתחו 1.2 מיליון תאים מ-94 אנשים עם סכיזופרניה ו-97 ללא.
הם גילו שכאשר נוירונים הגבירו את הביטוי של גנים המקודדים לחלקים של סינפסות, אסטרוציטים הגבירו את הביטוי של קבוצה ברורה של גנים המעורבים בתפקוד הסינפטי. גנים אלו, המרכיבים את תוכנית SNAP, כללו גורמי סיכון רבים שזוהו בעבר לסכיזופרניה. ניתוחי הצוות הצביעו על כך שגם נוירונים וגם אסטרוציטים מעצבים פגיעות גנטית למצב.
"המדע ידע מזה זמן כי נוירונים וסינפסות חשובים בסיכון לסכיזופרניה, אך על ידי ניסוח השאלה בצורה שונה – כששאלנו אילו גנים כל סוג תא מווסת באופן דינמי – גילינו שגם אסטרוציטים עשויים להיות מעורבים", אמר לינג.
להפתעתם, החוקרים מצאו גם ש-SNAP שונה מאוד אפילו בקרב אנשים ללא סכיזופרניה, מה שמצביע על כך ש-SNAP יכול להיות מעורב בהבדלים קוגניטיביים בבני אדם בריאים. חלק גדול מהווריאציה הזו הוסבר על ידי גיל; SNAP ירד באופן משמעותי בקרב רבים – אך לא כולם – אנשים מבוגרים, כולל אנשים עם וללא סכיזופרניה.
עם הבנה טובה יותר של SNAP, מקארול אומר שהוא מקווה שניתן יהיה לזהות גורמי חיים המשפיעים לטובה על SNAP, ולפתח תרופות המסייעות לעורר SNAP, כדרך לטפל בהפרעות הקוגניטיביות של סכיזופרניה או לעזור לאנשים לשמור על הגמישות הקוגניטיבית שלהם. הם מזדקנים.
בינתיים, מקארול, ברטה והצוות שלהם עובדים כדי להבין אם השינויים הללו קיימים במצבים אחרים כמו הפרעה דו קוטבית ודיכאון. הם גם שואפים לחשוף את המידה שבה SNAP מופיע באזורי מוח אחרים, וכיצד SNAP משפיע על למידה וגמישות קוגניטיבית.
עבודה זו נתמכה על ידי קרן משפחת סטנלי, שיתוף הפעולה של סימונס בנושא פלסטיות והמוח המזדקן, המכון הלאומי לבריאות הנפש והמכון הלאומי לחקר הגנום האנושי ב- המכונים הלאומיים לבריאות.
