Gli scienziati trovano i tipi di cellule dietro la schizofrenia
La biologia della schizofrenia è difficile da studiare, poiché centinaia di geni sono coinvolti nella malattia. Ma ora, gli scienziati hanno identificato i pochi tipi di cellule dietro la malattia.
Il team internazionale - guidato dai ricercatori del Karolinska Institutet in Svezia e dell'Università della Carolina del Nord a Chapel Hill - afferma che il lavoro dovrebbe rendere più facile la progettazione di esperimenti che portino a trattamenti nuovi e migliori.
Un resoconto dello sforzo collaborativo può essere trovato in un articolo scientifico che è stato pubblicato di recente sulla rivista Nature Genetics.
"Con i risultati di questo studio", afferma Jens Hjerling-Leffler, co-autore senior dello studio, assistente professore e leader del gruppo di ricerca presso il Dipartimento di biochimica e biofisica medica presso il Karolinska Institutet, "stiamo offrendo alla comunità scientifica la possibilità di concentrarsi i loro sforzi dove darà il massimo effetto ".
La schizofrenia è una malattia mentale grave e invalidante a lungo termine che colpisce più di 21 milioni di persone in tutto il mondo.
La malattia altera il comportamento e gli attributi umani che molte persone non affette potrebbero dare per scontati, come la percezione, il pensiero, il linguaggio, le emozioni e il "senso di sé".
I sintomi più comuni includono: allucinazioni, in cui si sentono voci e "si vedono cose" che altri dicono non ci sono; e delusioni, o aggrapparsi a convinzioni false.
Le cure mediche e il supporto psicologico possono essere efficaci, ma anche con questo aiuto, gestire la propria strada nel mondo con un carico così invalidante può rendere molto difficile ottenere qualifiche, mantenere un lavoro e condurre una vita produttiva.
Nuovi strumenti che "trasformano" la ricerca biologica
Le cause della schizofrenia si stanno dimostrando difficili da individuare. Gli scienziati ritengono che possano essere coinvolti diversi fattori, comprese le interazioni tra geni e ambiente, come i problemi durante la nascita e l'esposizione ai virus.
Sono stati compiuti progressi significativi nell'individuazione dei fattori genetici, se prendiamo in considerazione le centinaia di geni che gli studi hanno ormai collegato alla schizofrenia.
Tuttavia, poiché ogni gene esercita solo un piccolo effetto, ciò rende molto difficile decidere su quali concentrarsi negli esperimenti di ricerca e nello sviluppo del trattamento.
Il focus di questo recente studio è su come i tipi di cellule - che possono essere caratterizzati da mappe geniche - si relazionano alla malattia. Tali linee di indagine sono ora possibili grazie a un nuovo strumento chiamato "trascrittomica a cellula singola".
La trascrittomica di una singola cellula sta "trasformando la nostra comprensione della biologia" consentendo agli scienziati di quantificare i livelli di espressione genica nelle singole cellule.
Mappe di espressione genica
Per il nuovo studio, i ricercatori hanno creato mappe di espressione genica per ogni tipo di cellula nel cervello e le hanno confrontate con l'elenco dettagliato delle centinaia di geni correlati alla schizofrenia.
Questo li ha aiutati a identificare i tipi di cellule specifici che probabilmente contribuiscono maggiormente al disturbo, così come quelli che probabilmente contribuiranno meno.
"Abbiamo scoperto", notano gli autori, "che i risultati genomici della variante comune vengono mappati in modo coerente su cellule piramidali, neuroni spinosi medi (MSN) e alcuni interneuroni, ma in modo molto meno coerente su cellule embrionali, progenitrici o gliali".
Hanno anche scoperto che i tipi di cellule che contribuiscono sono collegati a particolari strutture e parti del cervello e possono esercitare effetti "distinti".
"Il rischio genetico associato agli MSN", proseguono gli autori, "non si è sovrapposto a quello delle cellule piramidali glutamatergiche e degli interneuroni, suggerendo che diversi tipi di cellule hanno ruoli biologicamente distinti nella schizofrenia".
Il team suggerisce che i risultati potrebbero servire come una "tabella di marcia" per la ricerca di nuovi trattamenti.
"Farmaci separati per ogni tipo di cellula?"
"Una domanda ora", spiega l'autore dello studio co-senior Patrick Sullivan - che detiene cattedre sia presso il Dipartimento di Epidemiologia Medica e Biostatistica presso il Karolinska Institutet e il Dipartimento di Genetica e Psichiatria presso l'Università del North Carolina - è se queste cellule cerebrali i tipi sono legati alle caratteristiche cliniche della schizofrenia. "
Tali domande aiutano, ad esempio, a scoprire se la risposta al trattamento è peggiore se un tipo di cellula è particolarmente disfunzionale. Inoltre, la disfunzione in un altro tipo di cellula potrebbe portare a effetti collaterali a lungo termine come problemi cognitivi.
"Ciò avrebbe importanti implicazioni per lo sviluppo di nuovi trattamenti, poiché potrebbero essere necessari farmaci separati per ciascun tipo di cellula coinvolta", spiega il prof. Sullivan.
Il team ritiene che grazie ai nuovi strumenti come la trascrittomica monocellulare, possiamo aspettarci di vedere scoperte rivoluzionarie nella nostra comprensione della biologia di altre condizioni complesse, come la depressione maggiore, l'autismo e i disturbi alimentari.
"Questo segna una transizione nel modo in cui possiamo utilizzare ampi studi genetici per comprendere la biologia della malattia".
Prof. Jens Hjerling-Leffler
