كيف الاختلافات الجينية تؤثر على خطر الاضطراب ثنائي القطب؟

رؤى جديدة من دراسة حديثة لعلم الوراثة وبيولوجيا الاضطراب ثنائي القطب يمكن أن تحسن تشخيص وعلاج الحالة المنهكة.

تظهر دراسة جديدة كيف تؤثر الاختلافات الجينية المحددة على الدوائر العصبية وتزيد من خطر الإصابة بالاضطراب ثنائي القطب نتيجة لذلك.

هكذا اختتم العلماء في معهد بيكوير للتعلم والذاكرة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) في كامبريدج الذين أجروا البحث الجديد.

في عمل سابق ، أظهروا بالفعل أن بروتينًا يسمى جين اللدونة المرشح 2 (CPG2) يساعد على تنظيم قوة نقاط الاشتباك العصبي في دوائر الدماغ. المشابك العصبية هي الوصلات التي تنقل من خلالها الخلايا العصبية أو الخلايا العصبية إشارات كيميائية لبعضها البعض.

في أحدث الأبحاث ، وجد الباحثون أن أدمغة الأشخاص المصابين بالاضطراب ثنائي القطب تحتوي على مستويات منخفضة بشكل غير عادي من CPG2.

كما ربطوا متغيرات معينة في جين CPG2 بخلل في نقاط الاشتباك العصبي. تحدث هذه الاختلافات الجينية نفسها عند الأشخاص المصابين بالاضطراب ثنائي القطب.

ينشر الفريق النتائج في ورقة تُنشر الآن في المجلة الطب النفسي الجزيئي.

يقول إلي نديفي ، كبير مؤلفي الدراسة ، وهو أستاذ في قسم البيولوجيا والدماغ والعلوم المعرفية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "إنها حالة نادرة" ، حيث تمكن الناس من ربط الطفرات المرتبطة جينيًا بزيادة خطر الإصابة باضطراب في الصحة العقلية الخلل الخلوي الأساسي ".

وتضيف: "بالنسبة للاضطراب ثنائي القطب ، قد يكون هذا هو الوحيد".

لا تشير هي وزملاؤها إلى أن المتغيرات الجينية التي اكتشفوها تسبب بالفعل اضطراب ثنائي القطب.

ومع ذلك ، فإن ما يقترحونه هو أن وجود تلك الاختلافات الجينية الخاصة يمكن أن يجعل الناس أكثر عرضة للاضطراب ثنائي القطب.

في النماذج المختبرية ، على سبيل المثال ، لاحظوا أحيانًا خللًا في المشابك مع المتغيرات المركبة بدلاً من المتغيرات الفردية.

ثنائي القطب ودور CPG2 في المشابك

وفقًا للمعهد الوطني للصحة العقلية ، فإن حوالي 4.4 في المائة من البالغين في الولايات المتحدة يعانون من اضطراب ثنائي القطب في مرحلة ما من حياتهم.

يعاني الأشخاص المصابون بالاضطراب ثنائي القطب من نوبات من الهوس والاكتئاب تؤدي إلى تغيرات شديدة في المزاج ومستويات النشاط والطاقة.

النوبات أشد بكثير من حالات "الصعود والهبوط" التي تؤثر على معظم الناس. يمكن أن يجعلوا من الصعب للغاية تنفيذ المهام اليومية ، والتوافق مع الناس ، والدراسة ، وممارسة مهنة.

الاضطراب ثنائي القطب هو سبب رئيسي للإعاقة وارتفاع معدلات الوفاة عن طريق الانتحار. لا تعمل الأدوية دائمًا ولن يختبر كل مصاب بالاضطراب ثنائي القطب الشفاء التام بين النوبات.

كانت الأستاذة نديفي وفريقها يدرسون نقاط الاشتباك العصبي لسنوات عديدة.

اكتشفوا أن CPG2 يؤثر على قوة التشابك من خلال المساعدة في تنظيم عدد المستقبلات للإشارات الكيميائية التي تمر بين الخلايا العصبية.

يرتبط انخفاض CPG2 بالاضطراب ثنائي القطب

الجين الذي يحمل تعليمات صنع CPG2 هو Spectrin Repeat الذي يحتوي على بروتين المغلف النووي 1 (SYNE1).

عند تعلم أن الدراسات قد ربطت المتغيرات في SYNE1 لزيادة خطر الإصابة بالاضطراب ثنائي القطب ، قرر الفريق التحقيق في علم الأحياء الأساسي في ضوء النتائج التي توصلوا إليها حول CPG2.

بدأ الباحثون بفحص أنسجة المخ بعد الوفاة من بنوك الدماغ المختلفة.

جاءت العينات من الأشخاص الذين تم تشخيصهم باضطراب ثنائي القطب ، أو حالات نفسية أخرى تشترك في بعض أعراضه ، مثل الفصام أو الاكتئاب الشديد. كما قاموا بفحص عينات من أفراد ليس لديهم أي من هذه الحالات.

كشفت الفحوصات أن أنسجة المخ من الأشخاص المصابين بالاضطراب ثنائي القطب فقط تحتوي على كميات أقل بكثير من CPG2.

لم تظهر العينات ثنائية القطب مستويات منخفضة من البروتينات الأخرى المعروفة بأنها تلعب دورًا في الوظائف المشبكية: فقط CPG2 كان أقل.

كتب المؤلفون أن "النتائج التي توصلنا إليها تظهر ارتباطًا محددًا بين مستويات CPG2 المنخفضة وحالات [الاضطراب ثنائي القطب] التي لا يتم مشاركتها مع مرضى الفصام أو مرضى الاكتئاب الشديد."

ابحث عن روابط لـ SYNE1 المتغيرات

ثم استخدم الباحثون أدوات التسلسل العميق للبحث عنها SYNE1 المتغيرات في عينات أنسجة المخ ثنائية القطب التي أظهرت انخفاض مستويات CPG2.

ركزوا جهودهم على مناطق الجين التي تتحكم في تعبير CPG2 وبالتالي الكمية التي تنتجها الخلايا.

في تمرين منفصل ، بحثوا أيضًا في أرشيفات الجينوم لتحديد المتغيرات في مناطق تشفير CPG2 في SYNE1. يمكن أن تؤثر الاختلافات في هذا الترميز على بنية ووظيفة البروتين.

في التجارب على الخلايا العصبية المستزرعة ، قام الفريق بعد ذلك بفحص التأثيرات الخلوية لكلا النوعين من المتغيرات: تلك الموجودة في منطقة تغيير التعبير CPG2 من SYNE1 وتلك الموجودة في منطقة الترميز للبروتين.

التأثيرات من المتغيرات الفردية والمجمعة

أظهرت النتائج أن بعض المتغيرات الجينية المعدلة للتعبير لم يكن لها أي تأثير على مستوى CPG2 ، بينما قام البعض الآخر بتعديله بشكل كبير.

وجد الفريق أيضًا مثالين على المتغيرات المزدوجة التي قللت من تعبير CPG2 ولكن لم يكن لها أي تأثير كمتغيرات فردية.

كانت هناك أيضًا مجموعة من النتائج في التجارب مع متغيرات ترميز البروتين. تم تحديد هذه SYNE1 الاختلافات التي غيرت بنية أو وظيفة CPG2 بطرق محددة.

على سبيل المثال ، واحد SYNE1 متغير يقلل من قدرة CPG2 على الارتباط بـ "العمود الفقري" الذي يحتوي على نقاط الاشتباك العصبي المثيرة ، بينما أضعف متغير آخر دورة المستقبلات في المشابك.

النتائج تكشف مدى دقة SYNE1 الاختلافات التي تحدث عند الأشخاص المصابين بالاضطراب ثنائي القطب يمكن أن تخل بوظيفة البروتين الذي يلعب دورًا رئيسيًا في الروابط في دوائر الدماغ.

هناك حاجة إلى مزيد من البحث الآن لتحديد كيف يمكن أن يتطور الاضطراب ثنائي القطب من مثل هذه الاضطرابات الخلوية.

تخطط البروفيسورة نيديفي وفريقها لدراسة تأثير بعض المتغيرات على السلوك في الحيوانات. إنهم يريدون أيضًا إلقاء نظرة عن كثب على بعض عمليات الخلايا المعطلة وكيفية إصلاحها.

إلى جانب هذه الدراسات ، سيستمرون في فحص العينات البشرية لمعرفة المزيد عن المتغيرات الجينية المحددة وعلاقتها بخطر وتطور الاضطراب ثنائي القطب.