Zinātnieki ir identificējuši bipolāru traucējumu ģenētiskos marķierus

Bipolāri afektīvi traucējumi ir garīga slimība, kam raksturīgas krasas garastāvokļa svārstības ar pārmaiņus esošām depresijas un mānijas epizodēm. Iepriekšējie pētījumi liecina, ka bipolāriem traucējumiem ir spēcīga ģenētiska komponente un tie ir viena no visbiežāk pārmantojamajām psihiskajām slimībām.

Lai labāk izprastu ģenētiskos faktorus, kas palielina šī garīgā traucējuma attīstības risku, neirozinātnieki un ģenētiķi ir veikuši vairākus genoma mēroga asociācijas pētījumus (GWAS). Tie būtībā ir pētījumi, kuru mērķis ir identificēt specifiskas cilvēka genoma zonas, kas ir saistītas ar paaugstinātu bipolāru traucējumu attīstības risku — šīs zonas sauc arī par BD riska lokusiem.

Lai gan iepriekšējos darbos ir identificēti daudzi šādi reģioni, slimības cēloniskie viena nukleotīda polimorfismi (SNP) joprojām lielākoties nav zināmi. Tie ir ģenētiskie varianti, kas tieši veicina bipolārus traucējumus, nevis vienkārši ir saistīti marķieri.

Pētnieki no Icahna Medicīnas skolas Sinaja kalnā un citām iestādēm nesen veica jaunu pētījumu, lai identificētu SNP, kas tieši veicina slimības attīstības risku. Viņu atklājumi, kas publicēti žurnālā Nature Neuroscience, tika iegūti, analizējot lielus ģenētiskos datu kopumus, izmantojot dažādas statistikas metodes, tostarp "precīzās kartēšanas" metodes.

“Šis darbs ir ilgstošu centienu rezultāts, lai labāk izprastu bipolāru traucējumu ģenētisko arhitektūru,” žurnālam Medical Xpress pastāstīja raksta pirmā autore Marija Koromina. “Iepriekšējos GWAS pētījumos ir identificēti 64 genoma reģioni, kas saistīti ar bipolāriem traucējumiem, taču cēloņsakarības varianti un gēni šajos reģionos bieži vien ir palikuši nezināmi.”

Šī pētījuma galvenais mērķis bija identificēt potenciālos cēloniskos SNP, kas palielina bipolāru traucējumu attīstības risku, kā arī gēnus, ar kuriem tie ir saistīti. Pētnieki analizēja datus, ko apkopojis Psihiatriskā genoma konsorcijs (PGC) — liela starptautiska iniciatīva, kas dibināta 2007. gadā un apkopo ģenētiskos un medicīniskos datus no tūkstošiem Eiropas izcelsmes cilvēku ar garīgām slimībām, kā arī no veseliem indivīdiem.

"Lai pārbaudītu ģenētiskos variantus, kas veicina bipolāru traucējumu risku, mēs izmantojām precīzas kartēšanas metodes GWAS datiem no aptuveni 41 917 bipolāriem gadījumiem un 371 549 kontroles grupas personām ar Eiropas izcelsmi," skaidroja Koromina.

"Pēc tam mēs integrējām šos atklājumus ar smadzeņu šūnām specifiskiem epigenomiskiem datiem un dažādiem kvantitatīviem pazīmju lokusiem (QTL), lai izprastu, kā ģenētiskie varianti ietekmē gēnu ekspresiju, splaisēšanu vai metilēšanu. Šī kombinētā pieeja ļāva mums identificēt tos ģenētiskos variantus, kas, visticamāk, veicina bipolāru traucējumu risku, un ar lielāku pārliecību saskaņot tos ar kandidātu gēniem."

Izmantojot precīzu kartēšanu, Koromina un viņas kolēģi spēja sašaurināt iepriekšējos pētījumos identificētos genoma reģionus, galu galā identificējot 17 SNP, kas, visticamāk, bija saistīti ar paaugstinātu slimības attīstības risku. Viņi arī saistīja šos SNP ar specifiskiem gēniem, kas regulē smadzeņu attīstību un signālu pārraidi starp neironiem.

"Mēs identificējām vairākus iespējamus cēloņsakarības variantus un saistījām tos ar gēniem, par kuriem zināms, ka tiem ir nozīme neiroattīstībā un sinaptiskajā signalizācijā, tostarp SCN2A, TRANK1, CACNA1B, THSD7A un FURIN," sacīja Koromina.

"Jāatzīmē, ka trīs no šiem gēniem ir arī ļoti izteikti zarnu šūnās, atbalstot ģenētisku saikni starp mikrobiotas-zarnu-smadzeņu asi un bipolāriem traucējumiem. Mēs arī pierādījām, ka smalkas kartēšanas efektu iekļaušana poligēniskajos riska rādītājos (PRS) uzlabo to prognozēšanas precizitāti, īpaši dažādās etniskajās grupās."

Korominas un viņas kolēģu atklājumi vēl vairāk paplašina mūsu izpratni par bipolāriem traucējumiem un to ģenētisko pamatu. Zinātnieki cer, ka viņu darbs iedvesmos turpmākus pētījumus, kuru mērķis ir izpētīt identificētos ģenētiskos variantus. Nākotnē viņu darbs varētu arī veicināt terapeitisku stratēģiju izstrādi, kas ņem vērā katra pacienta unikālo ģenētisko profilu.

“Turpmākie pētījumi varētu koncentrēties uz prioritāro gēnu un variantu funkcionālu validāciju, izmantojot tādus modeļus kā CRISPR rediģētas neironu šūnas un smadzeņu organoīdus,” piebilda Koromina. “Šie eksperimenti palīdzēs noteikt, kā tieši šie varianti ietekmē gēnu regulāciju un neironu funkciju. Galu galā mūsu mērķis ir pārveidot šos ģenētiskos datus par personalizētas terapijas instrumentiem.”