Чи можуть зміни в енергетичних шляхах мозку спричинити депресію?
Нові дослідження виявили мутації в ДНК-коді, які можуть впливати на енергетичний обмін. Він також виявив зв'язок з великим депресивним розладом.
Всесвітня організація охорони здоров'я (ВООЗ) описує депресію як "провідну причину інвалідності у всьому світі".
Це вражає понад 300 мільйонів людей у всьому світі.
Експерти вважають, що багато факторів сприяють великому депресивному розладу.
Сюди входять генетика, фактори навколишнього середовища, включаючи зловживання, фізіологію мозку та імунну систему.
Одна з теорій полягає в тому, що порушення енергетичного обміну в головному мозку можуть сприяти розвитку у людини РДЗ.
Концептуально це досить легко простежити. Мозок має набагато вищу потребу в енергії, ніж інші органи. Будь-які порушення цієї тонко налаштованої системи можуть мати суттєві наслідки.
Медичні новини сьогодні нещодавно повідомив про дослідження, в якому дослідники видалили ген Sirt1 в збудливих нейронах переднього мозку у мишей-самців. Результатом було різке зменшення кількості мітохондрій у цих клітинах, що супроводжувалось симптомами депресії.
Мітохондрії, так звані електростанції клітини, - це спеціалізовані відділення, які перетворюють їжу, яку ми їмо, у хімічну енергію, необхідну нашим клітинам для функціонування. Кожна клітина має безліч мітохондрій для забезпечення плавного постачання енергії.
Якщо ми зменшимо їх кількість або порушимо складні метаболічні шляхи, клітини можуть загинути через енергетичне голодування.
У статті, опублікованій нещодавно в журналі Дослідження нуклеїнової кислоти, вчені використовували біоінформаційні засоби для виявлення великих мутацій генетичного коду мітохондрій. Вони виявили значну молекулярну ознаку цих симптомів у підгрупі зразків мозку з MDD.
Виявлення майже 4500 мутацій
Гени в мітохондріях, а деякі в ядрі клітини відповідають за підтримку роботи електростанцій. Мутації в цих генетичних місцях можуть спричинити захворювання мітохондрій. Людина може успадкувати ці мутації, але вони також можуть накопичуватися протягом свого життя.
Вчені знають, що делеції - тип мутації ДНК, при якому відсутній великий відрізок генетичного коду, спричиняють низку мітохондріальних захворювань.
Провідний автор дослідження Брук Е. Хельм - доцент кафедри клінічної поступальної геноміки в Університеті Південної Каліфорнії в Лос-Анджелесі - пояснив MNT що дослідники вже виявили близько 800 таких делецій в геномі мітохондрій.
«Отже, - сказала вона, - я зробила те, що я використала інструмент, який уже доступний дослідницькому співтовариству, який називається MapSplice, і розробила процес, який може бути використаний для виявлення та кількісної оцінки мітохондріальних делецій».
Цей проект здійснився в лабораторії доктора Маркіза Вотера на кафедрі психіатрії та поведінки людей Каліфорнійського університету в Ірваїні, де доктор Хельм закінчив докторантуру з психіатричної генетики.
Доктор Вотер і його лабораторія вже кілька років вивчають видалення мітохондріальної ДНК, зокрема, вивчаючи мозкову тканину людей із психічним станом.
Хоча Хельм була впевнена, що її інструмент аналізу дозволить їй ідентифікувати багато видалень у своїх зразках, вона була здивована, виявивши так багато.
У 93 зразках людини, які були отримані від 41 померлого, включених у дослідження, вона виявила майже 4500 видалень.
Однак не всі з цих мутацій обов'язково викликають захворювання. Якщо мутація відбувається лише в кількох мітохондріях в клітині людини, решта електростанцій може зайняти слабкість. Однак, якщо воно досягає певного порогу, клітина може не мати можливості продовжувати нормально функціонувати.
"Одне, що мені здалося особливо цікавим, було те, що багато виявлених мною видалень (особливо тих, що були виявлені в багатьох зразках) раніше були виявлені у [тих], що мають мітохондріальні захворювання", - пояснив Хельм.
«Що це означає, - продовжила вона, - це те, що є видалення, які раніше спостерігались лише у одного або кількох [людей] з діагностованою мітохондріальною хворобою, що припускає, що вони рідкісні, хоча насправді ці видалення трапляються у всіх нас , вони просто відсутні на досить високій швидкості, щоб викликати захворювання ".
Підмножина зразків MDD має видалення
Розробивши новий інструмент біоінформатики, Хельм та її колеги вирішили відповісти на наступне запитання: Чи є у людей з діагностованими психічними захворюваннями ознаки дисфункції мітохондрій у мозку?
З 41 людини, включеної в дослідження, дев’ять мали діагноз МРЗ.
Хельм виявила велику кількість делецій з високим впливом, як вона називає їх у дослідницькій роботі, у тканинах мозку у двох осіб з МРЗ.
"Що ми бачимо в наших даних, так це те, що у підгрупи [людей] з МРЗ спостерігається велика мітохондріальна делеція в мозку [...]".
Брук Е. Хельм
Як саме видалення можуть викликати депресію?
За словами Хельма, “основним принципом буде те, що вашим клітинам мозку (нейронам) потрібна енергія, щоб нормально функціонувати і спілкуватися між собою, і оскільки ці клітини не отримують енергію з достатньо здорових мітохондрій, вони не можуть передавати повідомлення від одного регіону до іншого або реагуйте на зовнішні подразники так, як слід ».
Вона також поділилася деякими питаннями, які залишаються, що включає отримання кращого розуміння того, "які регіони мозку сприйнятливі до цього, і [...] яка частка [людей] з депресією має саме цю мітохондріальну проблему".
Визначення того, хто несе делеції в їх геномі мітохондрій, буде значною перешкодою, яку команда повинна буде подолати. Оскільки видалення мозкової тканини для діагностики не є практичним, Гельм зазначив, що будуть потрібні нові методи візуалізації мозку або тести на біомаркери.
Зрештою, Хельм сподівається, що це дозволить медичним працівникам використовувати персоніфікований підхід до медицини та пристосовувати методи лікування, які, швидше за все, дозволять усунути основні молекулярні причини виникнення МРЗ у цих людей.
