I cambiamenti nei percorsi energetici cerebrali possono causare depressione?
Una nuova ricerca ha identificato mutazioni nel codice del DNA che possono influenzare il metabolismo energetico. Ha anche trovato un collegamento con il disturbo depressivo maggiore.
L'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) descrive la depressione come "la principale causa di disabilità nel mondo".
Colpisce più di 300 milioni di persone in tutto il mondo.
Gli esperti ritengono che molti fattori contribuiscono al disturbo depressivo maggiore (MDD).
Questi includono la genetica, i fattori ambientali tra cui l'abuso, la fisiologia del cervello e il sistema immunitario.
Una teoria è che i disturbi del metabolismo energetico nel cervello possono contribuire a una persona che sviluppa MDD.
Concettualmente, questo è relativamente facile da seguire. Il cervello ha un fabbisogno energetico molto più elevato rispetto ad altri organi. Qualsiasi perturbazione a questo sistema finemente sintonizzato può avere conseguenze drastiche.
Notizie mediche oggi recentemente riportato su uno studio in cui i ricercatori hanno cancellato il gene Sirt1 nei neuroni eccitatori del proencefalo nei topi maschi. Il risultato è stata una netta riduzione del numero di mitocondri in queste cellule, accompagnata da sintomi simili alla depressione.
I mitocondri, le cosiddette centrali elettriche della cellula, sono compartimenti specializzati che convertono il cibo che mangiamo nell'energia chimica di cui le nostre cellule hanno bisogno per funzionare. Ogni cellula ha molti mitocondri per garantire un regolare approvvigionamento di energia.
Se riduciamo il loro numero o interrompiamo le complesse vie metaboliche, le cellule possono morire a causa della carenza di energia.
In un articolo pubblicato di recente sulla rivista Ricerca sugli acidi nucleici, gli scienziati hanno utilizzato strumenti bioinformatici per identificare grandi mutazioni nel codice genetico dei mitocondri. Hanno trovato una significativa firma molecolare di questi in un sottoinsieme di campioni di cervello con MDD.
Identificazione di quasi 4.500 mutazioni
I geni all'interno dei mitocondri e alcuni all'interno del nucleo della cellula sono responsabili del mantenimento in funzione delle centrali elettriche. Le mutazioni in queste posizioni genetiche possono causare malattie mitocondriali. Una persona può ereditare queste mutazioni, ma possono anche accumularsi durante la loro vita.
Gli scienziati sanno che le delezioni, un tipo di mutazione del DNA in cui manca un ampio tratto di codice genetico, causano una serie di malattie mitocondriali.
L'autrice principale dello studio Brooke E. Hjelm - assistente professore di genomica traslazionale clinica presso l'Università della California del Sud a Los Angeles - ha spiegato a MNT che i ricercatori avevano già identificato circa 800 di tali delezioni nel genoma mitocondriale.
"Quindi", ha detto, "quello che ho fatto è stato sfruttare uno strumento che è già disponibile per la comunità di ricerca chiamato MapSplice e sviluppare un processo in modo che potesse essere utilizzato per rilevare e quantificare le delezioni mitocondriali".
Questo progetto è stato realizzato nel laboratorio del Dr. Marquis Vawter, presso il Dipartimento di Psichiatria e Comportamento Umano dell'Università della California, Irvine, dove il Dr. Hjelm ha completato la sua formazione post-dottorato in genetica psichiatrica.
Il dottor Vawter e il suo laboratorio studiano da diversi anni le delezioni nel DNA mitocondriale, esaminando in particolare il tessuto cerebrale delle persone con condizioni di salute mentale.
Sebbene Hjelm fosse sicura che il suo strumento di analisi le avrebbe permesso di identificare molte eliminazioni nei suoi campioni, fu sorpresa di trovarne così tante.
Nei 93 campioni umani - che provenivano da 41 individui deceduti - inclusi nello studio, ha scoperto quasi 4.500 delezioni.
Tuttavia, non tutte queste mutazioni causano necessariamente la malattia. Se una mutazione si verifica solo in alcuni mitocondri nella cellula di una persona, il resto delle centrali elettriche può riprendersi. Se raggiunge una certa soglia, tuttavia, la cella potrebbe non essere in grado di continuare a funzionare normalmente.
"Una cosa che ho trovato particolarmente interessante è che molte delle delezioni che ho rilevato (specialmente quelle identificate in molti campioni) erano state precedentemente identificate in [quelle] con malattie mitocondriali", ha spiegato Hjelm.
"Ciò significa", ha continuato, "che ci sono delezioni che in precedenza erano state osservate solo in una o poche [persone] con una malattia mitocondriale diagnosticata che suggerisce che sono rare, quando in realtà queste delezioni probabilmente si verificano in tutti noi , semplicemente non sono presenti a un tasso sufficientemente elevato da causare malattie. "
Un sottoinsieme di campioni MDD presenta eliminazioni
Avendo sviluppato il nuovo strumento bioinformatico, Hjelm ei suoi colleghi hanno deciso di rispondere alla seguente domanda: le persone con malattie psichiatriche diagnosticate hanno prove di disfunzione mitocondriale nel loro cervello?
Delle 41 persone incluse nello studio, nove avevano una diagnosi di MDD.
Hjelm ha trovato un gran numero di delezioni "ad alto impatto", come le chiama nel documento di studio, nel tessuto cerebrale di due degli individui con MDD.
"Quello che vediamo nei nostri dati è che un sottoinsieme di [persone] con MDD ha una grande delezione mitocondriale nel cervello [...]".
Brooke E. Hjelm
In che modo esattamente le delezioni potrebbero causare depressione?
Secondo Hjelm, "Il principio di base sarebbe che le tue cellule cerebrali (neuroni) richiedono energia per funzionare e comunicare tra loro correttamente, e poiché queste cellule non ricevono energia da un numero sufficiente di mitocondri sani, non possono trasmettere messaggi da uno regione a un'altra o rispondere a stimoli esterni come dovrebbero ".
Ha anche condiviso alcune delle domande che rimangono, tra cui l'acquisizione di una migliore comprensione di "quali regioni del cervello sono suscettibili a questo e [...] quale percentuale di [persone] con depressione ha questo particolare problema mitocondriale".
Determinare chi porta le delezioni nel proprio genoma mitocondriale sarà un ostacolo significativo che il team dovrà superare. Poiché la rimozione del tessuto cerebrale per la diagnosi non è pratica, Hjelm ha indicato che sarebbero necessarie nuove tecniche di imaging cerebrale o test di biomarcatori.
In definitiva, Hjelm spera che ciò consentirà agli operatori sanitari di utilizzare un approccio di medicina personalizzato e trattamenti su misura che hanno maggiori probabilità di affrontare le cause molecolari alla base della MDD in queste persone.
