Tre modelet e shprehjes gjenetike përputhen me tipare të ndryshme të neurobiologjisë të njohura: C1 përputhet me forcën e lidhjeve funksionale, C2 me oscilacionet e trurit në gamën e shkallës theta dhe C3 me plasticitetin e trurit adoleshent. Në vijim, u treguan harta të ngrohta (të korrigjuara për krahasime të shumëfishta) të lidhjeve konvergjente midis tre modeve C1-C3 dhe tre kushteve të shëndetit mendor – spektri i spektrit të autizmit (ASD), depresioni i madh i caktuar (MDD) dhe shizofrenia (SCZ) – nëpërmjet tre metodash të padrejta të analizës (zbritja kortikale nga neuroimazhimi, shprehja diferenciale e gjenit nga sekuenca RNA postmortem dhe rreziku gjenetik nga studimet e gjërësisë së gjeneve), duke zbuluar që autizmi është konsistentisht i lidhur me C1 dhe C2, ndërsa shizofrenia është konsistentisht e lidhur me C3. (Kredit: Nature Neuroscience (2024). DOI: 10.1038/s41593-024-01624-4.)
Organizimi i trurit njerëzor zhvillohet me kohë, duke ndjekur shprehjen e koordinuar e mijëra gjenesh. Lidhja e zhvillimit të organizimit të shëndetshëm të trurit me gjenet e përfshira në kushte mendorë si autizmi dhe shizofrenia mund të ndihmojë në zbulimin e shkaqeve biologjike të këtyre sëmundjeve.
Hulumtuesit në Universitetin e Cambridge dhe në institute të tjera në të gjithë botën kohët e fundit bënë një studim që lidhi shprehjen e gjenit në trurin e shëndetshëm me imazhet, transkriptomikën dhe gjenetikën e spektrit të autizmit dhe shizofrenisë. Artikulli i tyre, i botuar në Natyra Neuroscience, zbuloi tre modelet e ndryshme hapësinore të shprehjes së gjenit kortikal, secila me lidhje specifike me autizmin dhe shizofreninë.
“Punët e mëparshme tregonin se të gjitha trurët njerëzorë kanë të njëjtën model primar hapësinor të shprehjes gjenetike (C1) që reflekton hierarkinë e lidhjeve mes qelizave nervore,” Richard Dear, bashkiautor i artikullit, i tha Medical Xpress. “Hipoteza jonë ishte se ka më shumë se një model që organizon se si janë shprehur njëzet mijë gjenet njerëzore në trurin tonë.”
Objektivi kryesor i studimit të fundit nga Dear dhe bashkëpunëtorët e tij ishte të zbulojnë modele të reja hapësinore të shprehjes së gjenit. Ata shpresonin që këto modele të reja do të hedhin dritë mbi të ashtuquajturat “programe transkriptike”, mekanizmat biologjikë përmes të cilëve truri njerëzor zhvillohet kur është i shëndetshëm dhe kur është i sëmunrë.
“Sfida kryesore për këtë studim ishte të dhënat e kufizuara të disponueshme,” tha Dear. “Atlasi i Trurit Njerëzor Allen mbetet njëri ndër pak datasetet e shprehjes gjenetike me rezolucion të lartë hapësinor në tru, dhe u mblodh nga vetëm gjashtë dhurues të shëndetshëm. Prandaj duhet të gjenim një mënyrë për të identifikuar modelet në këto të dhëna të kufizuara që jemi të sigurt që përfaqësojnë programe transkriptike të përgjithshme të ndarë në të gjithë trurat njerëzore.”
Si pjesë e studimit të tyre, hulumtuesit kryen analiza të ndryshme kompjuterike për të vlerësuar rezultatet e tyre, duke përfshirë një test permutacioni për robustësi dhe validim në tre lloje të ndryshme të të dhënave të pavarura. Ata gjithashtu kërkonin lidhje midis programeve transkriptike të reja dhe të dhënave të mëparshme të botuara lidhur me organizimin e trurit, zhvillimin, shprehjen gjenetike dhe ndryshimin gjenetik të lidhur me funksionin e trurit në shëndet dhe sëmundje.
“Ajo që ishte më e theksuar ishte se si çdo analizë e re që kryemë konvergjoi në të njëjtin histori të konsistencës,” shpjegoi Dear. “Modeli i dytë i shprehjes gjenetike (C2) lidhet me metabolizmin kognitiv dhe autizmin, ndërsa modeli i tretë (C3) lidhet me plasticitetin e trurit në adoleshencë dhe shizofreninë. Kritikisht, të dy modelet u identifikuan dhe u validuan plotësisht në trurat e dhuruara nga dhuruesit neurotipikë.”
Dear dhe bashkëpunëtorët e tij janë të parët që lidhin shprehjen gjenetike të trurit neurotipik me autizmin dhe shizofreninë nëpërmjet tre llojeve të zakonshme të rezultateve të mëparshme (dmth, neuroimazhimi rast-kontroll, shprehja gjenetike diferenciale dhe studimet e gjërësisë së gjeneve). Rezultatet e tyre sugjerojnë që të dhënat e mbledhura duke përdorur këto teknika të ndryshme, të cilat më parë dukeshin të papërdorshme, në fakt mund të kthehen në programet transkriptike të njëjta që udhëhoqin zhvillimin e trurit njerëzor të shëndetshëm.
“Hapi i ardhshëm për ne do të jetë të zhytemi më thellë në biologjinë e tre modeleve për të kuptuar ato në një nivel më mekanik, duke përdorur të dhënat e fundit të botuara nga analizat e sekuenca RNA të një qelie,” shtoi Dear. “Për shembull, ne shpresojmë të zbulojmë gjenet kyçe ose faktorët transkriptikë që udhëhoqin shprehjen e modeleve C1-C3 herët në zhvillim nëpër lloje të ndryshme të qelizave. Ne gjithashtu shpresojmë që këto tre modele dhe kodi i analizës së optimizuar që zhvilluam do të jenë një burim për shkencëtarët e tjerë që kërkojnë të kuptojnë bazat gjenetike të organizimit hapësinor të trurit.”
