کشف دلایل اختلال استرس پس از سانحه و افسردگی

مطالعه‌ای جدید، تمایزات و شباهت‌های مولکولی اختلال استرس پس از سانحه و افسردگی را نشان می‌دهد و اهداف درمانی موثر و نشانگرهای زیستی را برجسته می‌کند.

به گزارش تک‌ناک، بررسی جامع فرآیندهای بیولوژیکی متعدد برای درک ایجاد اختلالات مرتبط با استرس ضروری است. تحقیقات جدید که توسط دانشمندان بیمارستان مک‌لین همراه با همکارانشان در دانشگاه تگزاس و مؤسسۀ توسعۀ مغز لیبر انجام شده است، تغییرات مولکولی مشترک و منحصربه‌فردی را در مناطق مغز، لایه‌های ژنومی، انواع سلول‌ها و خون در میان افراد مبتلا به اختلال استرس پس از سانحه (PTSD) و اختلال افسردگی اساسی (MDD) نشان می‌دهند. این یافته‌ها که در مجلۀ Science منتشر شده است، می‌تواند راه را برای توسعۀ درمان‌های نوآورانه و نشانگرهای زیستی هموار کند.

بررسی پیچیدگی‌های PTSD

دکتر نیکولاس داکالاکیس، نویسندۀ ارشد این مطالعه گفت: PTSD  یک وضعیت پاتولوژیک پیچیده است. ما مجبور شدیم اطلاعات را در مناطق مختلف مغز و فرآیندهای مولکولی استخراج کنیم تا شبکه‌های بیولوژیکی که در این مشکل نقش دارند را به تصویر بکشیم.

اختلالات مرتبط با استرس در طول زمان به وجود می‌آیند، که از تغییرات اپی‌ژنتیکی ناشی از تأثیر متقابل بین استعداد ژنتیکی و قرار گرفتن در معرض استرس تروماتیک است. اگرچه تحقیقات قبلی عواملی مانند: تأثیرات هورمونی، ایمنی، متیلومیک و رونویسی را شناسایی کرده‌اند، محدودیت دسترسی به بافت‌های مغزی پس از مرگ بیماران PTSD مانع از درک جامع این تغییرات مولکولی مبتنی بر مغز شده است.

رویکرد Multi-omics برای مطالعۀ PTSD و افسردگی

دکتر کری رسلر، نویسندۀ ارشد این مطالعه گفت: هدف اولیۀ ما در این مطالعه، تفسیر و ادغام فعالیت ژن و پروتئین، تغییرات اپی‌ژنتیکی و فعالیت سراسر مسیر مغز افراد مبتلا به PTSD و افسردگی پس از مرگ بود. ما مدارهای زیست‌شناسی را با ابزار قدرتمند Multi-omics ترکیب کردیم تا آسیب‌شناسی مولکولی دخیل در این اختلالات را بررسی کنیم.

برای انجام این کار، محققان داده‌های به دست آمده از 231 فرد مبتلا به PTSD، اختلال افسردگی اساسی و افراد تحت کنترل‌های عصبی را با 114 فرد از گروه‌های تکراری برای کشف تفاوت‌ها در سه ناحیۀ مغز، یعنی قشر پیش پیشانی داخلی (mPFC)، شکنج دندانه‌دار هیپوکامپ (DG) و هستۀ مرکزی آمیگدال (CeA)، مقاسیه کردند. همچنین آنها توالی RNA تک‌هسته‌ای (snRNA-seq) از 118 نمونه قشر پیش پیشانی را برای مطالعۀ الگوهای خاص نوع سلول و ارزیابی پروتئین‌های مبتنی بر خون در بیش از 50000 شرکت‌کننده از بیوبانک بریتانیا برای جداسازی نشانگرهای زیستی کلیدی اختلالات مربوط به استرس را انجام دادند. در نهایت، همپوشانی ژن‌های اصلی فرآیندهای بیماری مبتنی بر مغز با ژن‌های خطرناک مطالعات ارتباط ژنومی (GWAS) برای شناسایی خطر PTSD و اختلال افسردگی اساسی مقایسه شد.

تغییرات مولکولی و مکانیسم‌های بیماری

افراد مبتلا به PTSD و افسردگی اساسی، در فعالیت ژن و اگزون‌های تغییریافته در mPFC (قشر پیش پیشانی داخلی) مشترک بودند، امّا در محلی‌سازی تغییرات اپی‌ژنتیکی تفاوت‌هایی داشتند. تجزیه و تحلیل بیشتر نشان داد که سابقۀ تروما و خودکشی دوران کودکی، محرک‌های قوی تغییرات مولکولی در هر دو اختلال بودند. محققان اعلام کردند که سیگنال‌های قوی‌تر بیماری افسردگی با نتایج خاص برای مردان مرتبط است و همین مسئله نشان می‌دهد که تفاوت‌های جنسیتی امکان دارد زمینه‌ساز خطر ابتلا به بیماری باشد.

ژن‌ها و مسیرهای مرتبط با بیماری در سراسر مناطق مغز، omics یا ویژگی‌هایی هستند که در فرآیندهای بیولوژیکی در سلول‌های عصبی و غیر عصبی نقش دارند. این فرآیندها شامل تنظیم‌کننده‌های مولکولی و فاکتورهای رونویسی و مسیرهای دخیل در عملکرد ایمنی، متابولیسم، عملکرد میتوکندری و سیگنال‌دهی هورمون استرس بود.

مفاهیم برای پیشرفت‌های تشخیصی و درمانی

دکتر چارلز بی. نمروف،‌ یکی از محققان این مطالعه گفت: درک اینکه چرا برخی از افراد دچار PTSD و افسردگی می‌شوند و برخی دیگر به آن مبتلا نمی‌شوند، یک چالش بزرگ است. ما به این نتیجه رسیدیم که مغز افراد مبتلا به این اختلالات به خصوص در قشر جلوی مغز دارای تفاوت‌های مولکولی می‌باشد. به نظر می‌رسد این تغییرات بر مواردی مانند سیستم ایمنی بدن، شیوۀ عملکرد اعصاب و حتی نوع رفتار هورمون‌های استرس ما تأثیر می‌گذارند.

مؤلفه‌های ژنتیکی این تحقیق بر اساس مطالعه‌ای بود که ماه گذشته توسط محققانی از جمله رسلر و داسکالاکیس در مجلۀ Nature Genetics منتشر شد، آنها 95 مکان در ژنوم (شامل 80 مکان جدید) مرتبط با PTSD را شناسایی کردند. تجزیه و تحلیل‌های چند omic آنها 43 ژن بالقوۀ علت این اختلال را پیدا کرد.

اکنون محققان تنها همپوشانی محدودی را میان ژن‌های برتر و ژن‌های دخیل در مطالعات نشان می‌دهند، که بر شکاف در درک فعلی بین خطر بیماری و فرآیندهای بیماری زمینه‌ای تأکید می‌کند. در مقابل، آنها همبستگی بیشتری میان مولتی omics مغز و نشانگرهای خون کشف کردند.

داسکالاکیس در این باره بیان کرد: یافته‌های ما از توسعۀ نشانگرهای خونی با اطلاعات مغزی برای پروفایل‌سازی بلادرنگ پشتیبانی می‌کند.

رسلر نیز تصریح کرد: این نشانگرهای زیستی می‌توانند به غلبه بر چالش‌های کنونی در به دست آوردن نمونه‌برداری از مغز برای پیشرفت درمان‌های جدید کمک کنند.

دستورالعمل‌های آینده

محدودیت‌های این مطالعه شامل سوگیری‌های ذاتی در تحقیقات مغز پس از مرگ، از جمله انتخاب جمعیت، ارزیابی بالینی، بیماری‌های زمینه‌‌ای و وضعیت مرگ فرد است. همچنین محققان تأکید دارند که تمام زیرگروه‌های سلولی و حالت‌های سلولی را به‌طور کامل مشخص نکرده‌اند و مطالعات آینده برای درک سیگنال‌های مولکولی متضاد در سراسر omics یا مناطق مغزی مورد نیاز است.

محققان قصد دارند از این پایگاه داده به عنوان زمینه‌ای برای تجزیه و تحلیل آینده در مورد چگونگی تعامل عوامل ژنتیکی با متغیرهای محیطی برای ایجاد اثرات بیماری استفاده کنند.