Mohou změny v energetických drahách mozku způsobit depresi?
Nový výzkum identifikoval mutace v kódu DNA, které mohou ovlivnit energetický metabolismus. Také zjistil souvislost s velkou depresivní poruchou.
Světová zdravotnická organizace (WHO) popisuje depresi jako „hlavní příčinu zdravotního postižení na celém světě“.
Ovlivňuje více než 300 milionů lidí po celém světě.
Odborníci se domnívají, že mnoho faktorů přispívá k závažné depresivní poruchě (MDD).
Patří sem genetika, faktory prostředí včetně týrání, fyziologie mozku a imunitní systém.
Jedna z teorií je, že poruchy energetického metabolismu v mozku mohou přispívat k rozvoji MDD u člověka.
Koncepčně je to relativně snadné sledovat. Mozek má mnohem vyšší požadavek na energii než jiné orgány. Jakékoli poruchy tohoto jemně vyladěného systému mohou mít drastické důsledky.
Lékařské zprávy dnes nedávno informoval o studii, ve které vědci gen odstranili Sirt1 v excitačních neuronech předního mozku u samců myší. Výsledkem bylo výrazné snížení počtu mitochondrií v těchto buňkách doprovázené příznaky podobnými depresi.
Mitochondrie, takzvané elektrárny buňky, jsou specializovaná oddělení, která přeměňují jídlo, které jíme, na chemickou energii, kterou naše buňky potřebují k fungování. Každá buňka má mnoho mitochondrií, aby zajistila hladký přísun energie.
Pokud snížíme jejich počet nebo narušíme složité metabolické dráhy, buňky mohou zemřít kvůli energetickému hladovění.
V článku nedávno publikovaném v časopise Výzkum nukleových kyselin, vědci použili bioinformatické nástroje k identifikaci velkých mutací v genetickém kódu mitochondrií. Našli jejich významný molekulární podpis v podskupině vzorků mozku s MDD.
Identifikace téměř 4 500 mutací
Geny v mitochondriích a některé v jádru buňky jsou odpovědné za udržování chodu elektráren. Mutace v těchto genetických lokalitách mohou způsobit mitochondriální onemocnění. Osoba může tyto mutace zdědit, ale mohou se také hromadit během svého života.
Vědci vědí, že delece, typ mutace DNA, kde chybí velká část genetického kódu, způsobují řadu mitochondriálních onemocnění.
Hlavní autor studie Brooke E. Hjelm - odborný asistent klinické translační genomiky na University of Southern California v Los Angeles - vysvětlil MNT že vědci již identifikovali přibližně 800 takových delecí v mitochondriálním genomu.
"Takže," řekla, "to, co jsem udělala, bylo, že jsem využil nástroj, který je již k dispozici výzkumné komunitě s názvem MapSplice, a vyvinul proces, který by mohl být použit k detekci a kvantifikaci mitochondriálních delecí."
Tento projekt se uskutečnil v laboratoři Dr. Marquise Vawtera na katedře psychiatrie a lidského chování na Kalifornské univerzitě v Irvine, kde doktorka Hjelm absolvovala postdoktorský výcvik v psychiatrické genetice.
Dr. Vawter a jeho laboratoř již několik let studují delece v mitochondriální DNA, konkrétně se zaměřují na mozkovou tkáň lidí s duševním onemocněním.
Zatímco si Hjelm byla jistá, že její analytický nástroj jí umožní identifikovat mnoho delecí ve svých vzorcích, překvapilo ji, že jich našla dost.
V 93 lidských vzorcích - které pocházely od 41 zemřelých jedinců - zahrnutých do studie, objevila téměř 4500 delecí.
Ne všechny tyto mutace však nutně způsobují onemocnění. Pokud se mutace vyskytne pouze v několika mitochondriích v buňce člověka, zbytek mocenských sil může uvolnit vůli. Pokud však dosáhne určité prahové hodnoty, buňka nemusí fungovat normálně.
"Jedna věc, kterou jsem považoval za zvlášť zajímavou, bylo to, že mnoho delecí, které jsem detekoval (zejména ty, které byly identifikovány u mnoha vzorků), bylo dříve identifikováno u [pacientů] s mitochondriálními chorobami," vysvětlil Hjelm.
„Co to znamená,“ pokračovala, „je to, že existují delece, které byly dříve pozorovány pouze u jednoho nebo několika [lidí] s diagnostikovanou mitochondriální chorobou, což naznačuje, že jsou vzácné, i když ve skutečnosti se tyto delece pravděpodobně vyskytují u nás všech prostě nejsou přítomny v dostatečně vysoké míře, aby způsobily onemocnění. “
Podmnožina vzorků MDD má odstraněny
Po vývoji nového bioinformatického nástroje se Hjelm a její kolegové rozhodli odpovědět na následující otázku: Mají lidé s diagnostikovanými psychiatrickými stavy důkazy mitochondriální dysfunkce v mozku?
Ze 41 lidí zahrnutých do studie mělo devět diagnózu MDD.
Hjelm našla v mozkové tkáni dvou osob s MDD velké množství delecí s „vysokým dopadem“, jak je nazývá ve studijním dokumentu.
"To, co vidíme v našich datech, je to, že podmnožina [lidí] s MDD má v mozku velkou mitochondriální deleci [...]."
Brooke E. Hjelm
Jak přesně může delece způsobit depresi?
Podle Hjelma „Základním principem by bylo, že vaše mozkové buňky (neurony) vyžadují energii, aby správně fungovaly a vzájemně komunikovaly, a protože tyto buňky nedostávají energii z dostatečného množství zdravých mitochondrií, nemohou přenášet zprávy z jednoho regionu na jiný nebo reagovat na vnější podněty tak, jak by měly. “
Sdílela také některé otázky, které zůstávají, což zahrnuje lepší pochopení toho, „které oblasti mozku jsou na to náchylné a [...] jaký podíl [lidí] s depresí má tento konkrétní mitochondriální problém.“
Stanovení toho, kdo nese delece ve svém mitochondriálním genomu, bude významnou překážkou, kterou tým bude muset překonat. Jelikož odstranění mozkové tkáně pro diagnostiku není praktické, Hjelm naznačil, že budou zapotřebí nové techniky zobrazování mozku nebo testy biomarkerů.
Hjelm nakonec doufá, že to umožní zdravotnickým pracovníkům používat přístup přizpůsobené medicíny a přizpůsobit léčbu, která bude s největší pravděpodobností řešit základní molekulární příčiny MDD u těchto lidí.
