Chromosomų sutrikimas 22q11.2 delecijos sindromas (22q) tapo vienu iš didžiausių šizofrenijos pavojų. St. Jude’o vaikų tyrimų ligoninės mokslininkai laboratoriniuose modeliuose ir pacientams, turintiems 22q, nustatė netinkamai suformuotus smegenėlių regionus ir nustatė, kad šiuos apsigimimus sukėlė netinkamas kaukolės formavimas. Be to, tyrėjai susiejo kaukolės apsigimimą su vieno geno praradimu: Tbx1.
Tyrimai rodo, kad neurologiniai sutrikimai gali kilti dėl šaltinių, esančių už nervų sistemos ribų, pvz., netinkamo kaukolės vystymosi. Išvados buvo paskelbtos šiandien Gamtos komunikacijos.
Šizofrenija išsivysto apie 30% žmonių, turinčių 22q. Be to, didelis genomo regionas, paveiktas 22q, yra išsaugotas tarp daugelio gyvūnų, todėl 22q yra idealus šizofrenijos genetiniam pagrindui tirti laboratoriniuose modeliuose. Tai suteikė atitinkamam autoriui Stanislavui Zakharenko, MD, Ph.D., Sent Džudo vystymosi neurobiologijos katedra, paleidimo pultą sindromui ištirti ir jo sąsajai su neurologiniu vystymusi.
Genų pašalinimas neleidžia susidaryti kaukolės kišenei
Ankstesnis Zakharenko darbas nustatė, kad tik vieno 22q geno, Dgcr8, ištrynimas sutrikdo klausos informacijos srautą iš apatinės smegenų srities, vadinamos talamu, į klausos žievę, kur interpretuojami garsai. Šis smegenų regionas taip pat yra susijęs su klausos haliucinacijomis, kurios yra būdingas šizofrenijos simptomas. Tyrėjai šį informacijos srauto sutrikimą pavadino „talamokortikiniu sutrikimu“.
„Nors talamokortikinis sutrikimas atsiranda vėlai, o tai atitinka šizofrenijos simptomų atsiradimą, jis išlieka ir nepraeina. Tačiau haliucinacijos yra trumpalaikio pobūdžio – jos ateina ir praeina”, – sakė Zacharenko. „Atrodė, kad tai tik vienas iš smūgių, sukėlusių simptomus. Kyla klausimas: koks yra kitas smūgis?”
Tyrėjai pastebėjo, kad smegenų dalis, smegenėlės, buvo netinkamai suformuotos 22q gyvūnų modeliuose, ypač mažos smegenėlių skiltelės, vadinamos flokulais ir paraflocculus. Dauguma neurologinio vystymosi sutrikimų kyla dėl genų, kurie vaidina svarbų vaidmenį smegenyse, defektų, tačiau 22q genas, kurį mokslininkai susiejo su šiuo apsigimimu, Tbx1, buvo netikėtas.
„Įdomu Tbx1 yra tai, kad jis nėra labai gerai išreikštas smegenyse, ypač paauglių ar suaugusiųjų smegenyse“, – sakė Zakharenko. „Greičiau jis išreiškiamas aplinkiniuose audiniuose, būtent kauluose, kremzlėse ir kraujagyslių audiniuose. Labai mažai tikėtina, kad Tbx1 išvis tiesiogiai paveiks smegenis.”
Vietoj to, Tbx1 pašalinimas turi netiesioginį, bet reikšmingą poveikį smegenų vystymuisi. Kaulų formavimasis priklauso nuo nesubrendusių osteoblastų ląstelių, kurios teisingai auga į subrendusius osteocitus. Tbx1 pašalinimas sutrikdė šį ciklą, todėl kaukolėje atsirado nepakankamai išvystyta kišenė, kurioje paprastai yra flokulai ir paraflocculus.
Dėl neurologinio sindromo radiniai yra nepaprastai neįprasti – kaukolėje nėra kišenės šioms struktūroms vystytis, jos atrodo daug mažesnės nei įprastai. Flokulų ir paraflokulio sumažėjimas buvo patvirtintas atliekant magnetinio rezonanso tyrimus, kuriuose dalyvavo dešimtys pacientų, turinčių 22q, ir lyginamoji kontrolinė grupė.
Neformuota kaukolė pašalina smegenėlių patikrinimus ir pusiausvyrą
Zacharenkos komanda ištyrė flokulų ir paraflokulio vaidmenį smegenyse, kad geriau suprastų, kaip jų apsigimimai gali paveikti elgesį. „Mes nustatėme, kad nervų grandinės flokuluose ir paraflokuluose yra disfunkcinės“, – paaiškino Zakharenko.
Regionai taip pat kontroliuoja refleksą, kuris užtikrina stabilų regėjimą galvos judesių metu ir yra labai svarbus veido atpažinimui. Tyrėjai nustatė, kad šis refleksas sutrinka 22q. Tai gali būti vertingas šizofrenijos tyrimų rezultatas, nes šizofrenija sergantiems pacientams trūksta veido atpažinimo.
Paraflocculus taip pat yra prijungtas prie klausos žievės. Tačiau tokio ryšio detalės neaiškios. Zakharenko tikisi, kad būsimi tyrimai aiškiau atskleis 22q ir šizofrenijos sąsajas. Tiksliau sakant, jis tikisi, kad būsimi tyrimai parodys, kaip paraflokulis veikia klausos žievės funkciją, ir suteiks mums antrąjį smūgį, sukeliantį haliucinacijas.
„Mano galva, tai tarsi atspirties taškas. Tikimės stebėti šią įvykių grandinę nuo netinkamai suformuotos kaukolės iki neišsivysčiusių flokulų ir paraflokulio iki klausos žievės disfunkcijos”, – sakė Zacharenko. „Tai būtų nepaprasta, nes viskas prasidėjo nuo kaulų“.