Virginia Techin tutkijat, jotka tutkivat aivojen kehitystä, ovat tunnistaneet molekyylin, joka on kriittinen stressireaktion kehittymisessä. Tämä löydös valottaa mielenterveysongelmien, kuten stressin, ahdistuksen ja niihin liittyvien häiriöiden, mahdollista syytä.
Puutokset molekyylissä nimeltä DSCAML1, joka on lyhenne sanoista DS cell adhesion molecule like 1, häiritsevät aivojen kehitystä ja nostavat kortisolin perustasoa, jolloin ensisijainen stressihormoni ei pysty tekemään työtään stressitilanteessa.
Mahdollisuuksia stressiin liittyvien häiriöiden uusiin hoitomuotoihin
Frontiers in Cell and Developmental Biology -lehdessä julkaistut havainnot auttavat ymmärtämään paremmin ohjelmoidun solukuoleman roolia kehittyvissä aivoissa ja voivat luoda uusia hoitomuotoja stressiin liittyviin häiriöihin, kuten masennukseen ja ahdistuneisuuteen.
”Solukuolema kuulostaa pahalta asialta, mutta ihmisen kehityksen aikana solukuolema on tärkeää”, sanoi Pan, joka on apulaisprofessori VTC:n Fralin Biomedical Research -instituutissa.
Ohjelmoitu solukuolema poistaa elimistöstä tarpeettomia soluja, kuten aivojen hermosolujen ylituotantoa. Asiat voivat mennä pieleen, jos solut kuolevat silloin, kun niiden ei pitäisi, tai jos ne eivät kuole silloin, kun niiden pitäisi.
Panin tutkimusryhmä havaitsi, että solukuoleman normaali prosessi oli häiriintynyt seeprakaloissa, joissa oli DSCAML1:n puutos, mikä viittaa molekyylin rooliin stressiä säätelevien hermosolujen kehityksessä.
Seeprakala toimii tärkeänä mallina aivojen tutkimiseen
Ryhmä kääntyi seeprakalan puoleen, selkärankaisen, jonka perimässä on paljon yhteistä ihmisen perimän kanssa. Se on entistä tärkeämpi malli aivojen toiminnan ja toimintahäiriöiden tutkimiseen, jota voidaan soveltaa ihmisiin.
Seeprakaloissa stressireaktioita ohjaava järjestelmä alkaa kehittyä yhden tai kahden päivän kuluessa hedelmöityksestä, ja stressin aiheuttamat kortisolisignaalit voidaan havaita neljän tai viiden päivän kuluessa. Nopea kehitys yhdistettynä seeprakalan läpinäkyvyyteen antaa neurotieteilijöille mahdollisuuden tutkia aivoja.
Tutkimuksessa osa seeprakaloista muunnettiin geneettisesti häiritsemään ohjelmoitua solukuolemaa. Tutkijat keskittyivät molekyyliin DSCAML1, koska geneettisiä muutoksia sen ihmisvastineessa nähdään potilailla, jotka kärsivät monista mielenterveyden häiriöistä, kuten älyllisestä kehitysvammaisuudesta, autismikirjon häiriöstä, skitsofreniasta, epilepsiasta ja stressihäiriöstä.
”Huomasimme, että DSCAML1 edistää solukuolemaa, ja solukuolema on perustavanlaatuinen mekanismi, joka liittyy moniin eri sairauksiin”, Pan sanoi. Niihin kuuluvat kehityshäiriöiden lisäksi myös myöhemmässä elämässä tapahtuva hermoston rappeutuminen, kuten Parkinsonin ja Alzheimerin tauti. ”Mitä paremmin ymmärrämme, miten molekyyli vaikuttaa normaaliin solukuolemaan, sitä paremmin ymmärrämme, miten se vaikuttaa aivojen toimintaan.”
Hyvin toimiva stressivaste voi olla elintärkeä selviytymisen kannalta
Aivojen kehityksen tutkimisen lisäksi Pan havaitsi muutoksia siinä, miten DSCAML1-puutteiset seeprakalat reagoivat stressiin.
Muuttuneiden seeprakalojen lähtötasomittaukset osoittivat, että kortisolin – ensisijaisen stressihormonin – pitoisuudet olivat kaksi tai kolme kertaa korkeammat kuin kontrolliryhmässä.
”Tämä on sinänsä mielenkiintoista, koska emme vielä tiedä, mikä ohjaa kortisolin vapautumista lähtötilanteessa”, Pan sanoi. ”Monissa psykiatrisissa häiriöissä kortisolin vapautumisen lähtötason säätely on häiriintynyt. On olemassa ihmistutkimuksia, jotka osoittavat, että DSCAML1-säätelyn ja erittäin stressaaville kokemuksille altistumisen välillä on yhteys.”
Hyvätoiminen stressivaste voi olla elintärkeä selviytymisen kannalta. Kun uhka kohdataan, hormonitoiminta, hermosto ja immuunijärjestelmä käynnistyvät. Keho muuttuu valppaammaksi, ja aivot keskittyvät selkeämmin selviytymistä edistäviin toimiin ja käyttäytymiseen. Kortisolin vapautuminen ja sen vaikutus aivoihin vähentävät myös kipua.
Tutkijat lisäsivät stressiä sekoittamalla vettä säiliöissä ja muuttamalla veden suolapitoisuutta, mikä on akuutti stressitekijä, jota toukat kokisivat luonnollisessa elinympäristössään. Seeprakaloilla, joilla oli DSCAML1-puutos, vaste stressiin oli epätasapainossa.
”Epätasapainoiset stressivasteet voivat aiheuttaa stressiin liittyviä häiriöitä, kuten ahdistusta ja masennusta”, Pan sanoi.
Tavoitteena uudet hoitomuodot stressiin liittyviin häiriöihin
Pan näkee tutkimuksen avaavan uusia tutkimuslinjoja.
”Saattaa olla olemassa mekanismi, jossa aivot sopeutuvat ympäristöön säätämällä solujen määrää, ja se voi olla merkittävä tekijä, joka altistaa ihmiset riskitekijöille myöhemmin elämässä”, Pan sanoi.
Määrittämällä solukuoleman merkityksen lääkärit voivat ehkä tulevaisuudessa suunnitella hoitoa paremmin käyttämällä korkearesoluutioista magneettikuvausta tai muita kuvantamistekniikoita, joilla voidaan erottaa tiettyjen solutyyppien ryhmiä.
”Jos on olemassa erilaisia tapoja hoitaa ihmisiä, joilla on vähemmän tai enemmän soluja, siitä olisi hyötyä oikean hoidon kohdentamisessa oikeille ihmisille”, hän sanoi.
Panin laboratorio tutkii edelleen mekanismeja, jotka säätelevät stressireaktiota ja ohjelmoidun solukuoleman merkitystä neuroneissa, jotka koordinoivat käyttäytymis- ja hormonireaktioita stressiin. Tavoitteena on kehittää uusia hoitomuotoja stressiin liittyviin häiriöihin.
Lähteet
- Manxiu Ma et al, Deficiency in the cell-adhesion molecule dscaml1 impairs hypothalamic CRH neuron development and perturbs normal neuroendocrine stress axis function, Frontiers in Cell and Developmental Biology (2023)
Lue lisää
- Trauman hoito, Traumanjälkeiset reaktiot, Yleinen
- Trauman hoito, Yleinen
- Yleinen
- Trauman hoito, Yleinen
- Uutiset, Yleinen
