آیا ریشه اختلال «اسکیزوفرنی» در مغز است؟

محققان دانشگاه ایالتی کامپیناس(UNICAMP)، موسسه تحقیقاتی و آموزشی IDOR و دانشگاه فدرال ریودوژانیرو(UFRJ) در این مطالعه ارتباط بین آستروسیت‌ها(سلول‌های سیستم عصبی مرکزی) بیماران مبتلا به اسکیزوفرنی و تشکیل عروق خونی باریک در مغز را شناسایی کردند.

اسکیزوفرنی یک اختلال سلامت روان چندعاملی شدید است که حدود یک درصد از جمعیت جهان را تحت تأثیر قرار می‌دهد. علائم شایع این بیماری شامل از دست دادن تماس با واقعیت(روان پریشی)، توهم(مثلاً شنیدن صداها)، هذیان، رفتار حرکتی نامنظم، از دست دادن انگیزه و اختلال شناختی می‌شود.

در این مطالعه، محققان بر نقش آستروسیت‌ها در ایجاد این بیماری تمرکز کردند. این سلول‌های گلیال، نگهبان سیستم عصبی مرکزی هستند و برای دفاع از آن مهم هستند. آنها عناصر مرکزی واحدهای عصبی عروقی هستند که مدارهای عصبی را با جریان خون یکپارچه می‌کنند و از نورون‌ها پشتیبانی می‌کنند.

نتایج این مطالعه به اهداف درمانی جدید اشاره می‌کند و درک دانشمندان را از مکانیسم‌های مولکولی پشت اختلال اسکیزوفرنی ارتقا می‌دهد.

«دنیل مارتینز د سوزا»(Daniel Martins-de-Souza) از محققان این مطالعه گفت: ما نشان دادیم که آستروسیت‌ها ممکن است در فرایند تغییر ضخامت رگ‌های خونی مغز دخالت داشته باشند که این امر به نوبه خود ممکن است با کاهش جریان متابولیک در مناطق خاصی از مغز که عاملی کلیدی در اسکیزوفرنی است، همراه باشد. یافته‌های ما نقش آستروسیت‌ها را به عنوان یک عنصر مرکزی در بیماری برجسته می‌کند و نشان می‌دهد که آن‌ها می‌توانند هدفی برای درمان‌های جدید باشند.

در این مطالعه محققان آستروسیت‌های مشتق شده از سلول‌های پوستی بیماران مبتلا به اسکیزوفرنی را با سایر سلول‌های افراد سالم مقایسه کردند. این بخش از مطالعه در آزمایشگاه «استیونز رهن»(Stevens Rehen)، محقق موسسه تحقیقاتی و آموزشی IDOR و استاد موسسه زیست‌شناسی دانشگاه فدرال ریودوژانیرو انجام شد.

برای این منظور، آنها سلول‌های اپیتلیال بیماران مبتلا به اسکیزوفرنی و گروه کنترل را مجددا برنامه‌ریزی کردند تا به سلول‌های بنیادی پرتوان القایی(iPSCs) تبدیل شوند. آنها سپس تمایز سلول‌های بنیادی پرتوان القایی را به سلول‌های بنیادی عصبی القا کردند که می‌تواند هم نورون‌ها و هم آستروسیت‌ها را ایجاد کند.

تحقیقات قبلی نشان داد که ناهنجاری‌های مولکولی و عملکردی آستروسیت‌ها می‌توانند در پاتوژنز اسکیزوفرنی دخیل باشند. محققان گفتند: در مطالعه خود، ما این دخالت را با استفاده از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی ثابت کردیم. بدون این تکنیک، مطالعه آستروسیت‌ها به روشی که ما انجام دادیم غیرممکن خواهد بود.

محققان دو سری آزمایش با آستروسیت‌های مشتق شده از بیماران مبتلا به اسکیزوفرنی و افراد سالم انجام دادند. اولین مورد آنالیز پروتئومیکس بود که در آن تمام پروتئین‌های موجود در هر نمونه به منظور تشخیص تفاوت بین دو مجموعه آستروسیت شناسایی شدند. پروتئومیکس(Proteomics) دانش بررسی ساختار و عملکرد پروتئین‌ها در مقیاس بزرگ است. این واژه را به قیاس ژنومیک(به معنی دانش بررسی ژن‌ها) ساخته‌اند.

محققان گفتند: در تجزیه و تحلیل پروتئوم‌های سلولی، تغییرات ایمنی مرتبط با آستروسیت‌ها را مشاهده کردیم. در مورد سلول‌های بیماران مبتلا به اسکیزوفرنی، ما همچنین تفاوت‌هایی را در سطوح سیتوکین‌های پیش‌التهابی و چندین پروتئین دیگر پیدا کردیم که نشان‌دهنده عملکرد رگ‌زایی در عروق مغزی بود. رَگ‌زایی فرآیند فیزیولوژیکی است که از طریق آن رگ‌های خونی جدید از عروق از قبل موجود تشکیل می‌شوند.

پس از آنالیز پروتئومی، محققان آزمایش‌های عملکردی انجام دادند تا نشان دهند که پاسخ التهابی در آستروسیت‌های بیماران مبتلا به اسکیزوفرنی تغییر کرده است و سلول‌ها موادی ترشح می‌کنند که بر عروق تأثیر می‌گذارد. به کلیه پروتئین‌هایی که در یک سلول در یک زمان مشخص بیان می‌شود، پروتئوم آن سلول گفته می‌شود و این پروتئوم است که فاصله بین ژنوم و مکانیسم مولکولی رفتار سلولی را پر می‌کند.

مدل سیستم عروقی مورد استفاده آنها به عنوان سنجش غشای کوریوآلانتوئیک مرغ(CAM) شناخته می‌شود. غشای کوریوآلانتوئیک مرغ که از تخم مرغ به دست می‌آید، شبکه متراکمی از رگ‌های خونی دارد و به طور گسترده برای مطالعه رگ‌زایی استفاده می‌شود.

رَگ‌زایی یا آنژیوژنز(Angiogenesis) فرایندی فیزیولوژیکی است که در آن رگ‌های جدید از رگ‌های موجود رشد می‌کنند. در دوران جنینی طی فرایندی به نام واسکولوژنز شبکه رگی اولیه تشکیل می‌شود. در این فرایند سلول‌های اندوتلیال به صورت تشکیل از نو از پیش سازهای سلول‌های اندوتلیالی که آنژیوبلاست نام دارند، شبکه رگی اولیه را ایجاد کرده و پس از آن طی فرایند آنژیوژنز با جوانه زنی رگ‌های جدید از رگ‌هایی که قبلاً ایجاد شده‌اند، شبکه عروقی تکوین می‌یابد.

محققان این مطالعه گفتند: به بیان ساده، ما محیط‌های آستروسیت سازگار شده حاوی تمام مواد ترشح شده توسط این سلول‌ها را در ناحیه عروقی تخم‌های بارور شده قرار دادیم. با تکثیر سلول‌های عروقی، می‌توان مشاهده کرد که شکل‌گیری عروق چگونه پیش می‌رود، زیرا عروق تخم‌مرغ می‌تواند توسط مواد ترشح شده القا یا مهار شود.

آستروسیت‌های مشتق‌شده از بیماران مبتلا به اسکیزوفرنی، علاوه بر اثرات‌شان بر عروق، التهاب مزمن را نشان دادند. آستروسیت‌ها به عنوان تنظیم کننده پاسخ ایمنی در سیستم عصبی مرکزی شناخته شده‌اند، بنابراین ممکن است که آنها عروق نابالغ‌تر یا ناکارآمدتر را افزایش دهند. آستروسیت‌های مشتق شده از بیمار اینترلوکین ۸ (IL-۸) بیشتری نسبت به گروه کنترل ترشح می‌کنند. اینترلوکین ۸ یک عامل پیش التهابی است و گمان می‌رود که عامل اصلی اختلال عملکرد عروقی مرتبط با اسکیزوفرنی باشد.

به گفته نویسندگان، یافته‌ها نقش رشد عصبی در اسکیزوفرنی را تقویت می‌کند و به وضوح نشان می‌دهد که آستروسیت‌ها به عنوان عامل واسطه نقش مهم دارند. علائم بیماری معمولاً در بزرگسالی ظاهر می‌شود، اما همانطور که مطالعه ما نشان می‌دهد، سلول‌های گلیال این بیماران از ابتدا متفاوت بوده و بر رشد عصبی جنین تأثیر می‌گذارد. تمایز و شکل‌گیری مغز هر دو تغییر می‌کنند. بنابراین، ممکن است تغییر سیستماتیک عروق به ناهنجاری اولیه مدار مغز منجر شود و این به نوبه خود به اسکیزوفرنی در آینده منجر شود.

نکته دیگری که در مقاله به آن اشاره شد این است که آستروسیت‌ها چقدر در اختلالات عصبی اهمیت دارند. نقش سلول‌های گلیال از جمله آستروسیت‌ها، نه تنها در اسکیزوفرنی بلکه در اختلالات عصبی به طور کلی کشف شده است. دیدگاه غالب در گذشته این بود که محققان باید روی نورون‌ها تمرکز کنند. مارتینز دسوزا گفت: دید و درک ما از این بیماری در حال گسترش است.

این مطالعه توسط بنیاد تحقیقات سائوپائولو حمایت شد.