Neurony kory mózgowej należą do najbardziej długowiecznych komórek w organizmach ssaków, w tym u człowieka. Ich nieprawidłowy rozwój może wiązać się z występowaniem zaburzeń neuropsychiatrycznych, a nawet ze zmianami neurodegeneracyjnymi. W przebiegu chorób Alzheimera czy Parkinsona pojawia się nasilenie procesów obumierania komórek nerwowych w określonych obszarach mózgu. Istnieje wiele hipotez dotyczących przyczyn takiego stanu rzeczy, jednak pytanie dlaczego tak się dzieje wciąż pozostawało bez jednoznacznej odpowiedzi.
Naukowcy z University of Virginia School of Medicine prowadzili badania dotyczące schizofrenii, podczas których przeanalizowali genotyp komórek kory mózgu. Odkryli, iż występuje wśród nich zjawisko nazywane mozaicyzmem somatycznym – drobne różnice genetyczne. Było to zaskakujące nawet dla samych badaczy, lecz postanowili oni bliżej przyjrzeć się temu zjawisku.
“To, co jest naprawdę interesujące w mozaicyzmie, to to, że zasadniczo zmienia on nasze założenia odnośnie natury, ponieważ zawsze zakładaliśmy, że każda komórka u danej osoby ma taki sam genom, to samo DNA w każdej komórce – mówi dr Michael McConnell, współautor badania. – A teraz udowadniamy, że jest inaczej i pokazujemy, jakie to może mieć znaczenie.”
Przypuszczano, iż ilość zmian genetycznych będzie rosła wraz z wiekiem, gdyż prowadzące do nich mutacje mogą kumulować się w miarę upływu czasu. Jednak wyniki były dokładnie odwrotne – to u młodszych osób mozaicyzm był znacznie bardziej wyraźny, niż u starszych.
Odkrycie to sugeruje, że neurony o znacznej zmienności genetycznej, nazywane przez autorów CNV (ang. copy-number variants) mogą być znacznie bardziej podatne na obumieranie niż pozostałe komórki nerwowe. Może to wyjaśniać fakt, że w przypadku różnych chorób neurodegeneracyjnych obserwuje się zwiększoną umieralność w określonych regionach mózgu. Przykładowo: jeśli w płacie skroniowym występuje znaczna liczba neuronów CNV, wskazuje to na duże prawdopodobieństwo rozwoju choroby Alzheimera.
“To była wielka, otwarta kwestia w neuronauce, szczególnie w różnych chorobach neurodegeneracyjnych – mówi dr McConnell. – Co jest słabym punktem? Co leży u podstaw? A teraz, dzięki naszej pracy, nowe hipotezy są takie, że w różnych regionach mózgu u młodych osób występują różne zakresy tych zmian, które określają, które obszary będą podatne na uszkodzenia w późniejszym wieku.”
Znaczenie tego odkrycia zapewne będzie można w pełni docenić dopiero za jakiś czas, gdy pojawią się wyniki innych badań dotyczących tego pola. Pewną trudnością jest fakt, że niezbędne dla poszerzenia wiedzy na ten temat analizy można wykonywać dopiero po śmierci, stąd ograniczenia w zakresie badań porównawczych. Niemniej jednak, już dziś wiadomo, że może ono znacznie poprawić zrozumienie mechanizmów leżących u podstaw chorób neurodegeneracyjnych, a także przyczynić się do opracowania skutecznych terapii.
Żródło grafiki: Cell Reports 2019 26, 825-835.e7DOI: (10.1016/j.celrep.2018.12.107)
