Descoperirea unei interacțiuni neașteptate între două proteine din creier care influențează mișcarea, anxietatea și memoria ar putea reprezenta o nouă perspectivă în dezvoltarea tratamentelor pentru schizofrenie. Cercetătorii au stabilit că aceste două proteine, implicate în risc de schizofrenie, interacționează în mod normal în diverse regiuni ale creierului la șoareci, iar această conexiune joacă un rol crucial în menținerea funcționării normale a mișcării, memoriei și reglării anxietății.
Atunci când această interacțiune este perturbată, comportamentul poate suferi. La șoareci, acest lucru a dus la creșterea hiperactivității, reducerea evitării riscului și afectarea memoriei. Schizofrenia este cunoscută pentru simptomele sale, cum ar fi delirul și halucinațiile, dar include și alte aspecte, precum problemele legate de mișcare și memorie.
“Cu toate că la prima vedere, aceste două proteine par a nu avea nicio legătură între ele, cercetarea noastră a dezvăluit o conexiune neobservată anterior”, a explicat Chen Gu, profesor asociat de chimie biologică și farmacologie la Colegiul de Medicină al Universității Ohio State.
“Există peste 100 de gene identificate ca gene de risc pentru schizofrenie, dar mecanismele exacte din spatele acestor riscuri rămân încă necunoscute”, a adăugat Gu. “Sperăm că această înțelegere mai profundă a mecanismului ar putea contribui în viitor la dezvoltarea unui tratament nou, cu beneficii pentru pacienții cu schizofrenie.”
Rezultatele acestui studiu au fost recent publicate în revista Molecular Psychiatry.
În studiile anterioare, bazate pe analize post-mortem, s-au identificat gene cu risc crescut de schizofrenie pe baza semnelor de disfuncție proteică în țesutul cerebral. Printre acestea se numără proteinele investigate în acest studiu: MAP6, care susține cito-scheletul neuronului și mai specific, microtubulii, și Kv3.1, care reglează frecvența maximă a semnalelor electrice emise de neuroni.
Laboratorul lui Gu a studiat Kv3.1 de mai mulți ani, adesea folosind șoareci cu gene modificate genetic, lipsind genele respective. Pe măsură ce cercetătorii au început să exploreze legătura dintre Kv3.1 și MAP6, au constatat că șoarecii lipsiți de ambele gene au dezvoltat schimbări comportamentale similare.
“Acest lucru ne-a condus la analizarea mai detaliată a relației dintre aceste două proteine”, a precizat Gu.
În acest studiu, echipa a analizat mai atent modul în care legătura dintre aceste proteine influențează comportamentul, prin interferarea cu capacitatea lor de a se lega în anumite regiuni ale creierului șoarecilor: hipocampul, responsabil pentru învățare și memorie, și amigdala, care procesează emoțiile.
Concluziile au indicat că perturbarea legăturii dintre aceste proteine în amigdală a dus la o reducere a evitării riscului, manifestată la șoareci prin absența fricii de înălțime. Blocarea interacțiunii dintre proteine în hipocamp a provocat hiperactivitate și o recunoaștere mai slabă a unui obiect familiar. Deși unele aspecte ale comportamentului observate în aceste experimente au fost diferite față de schimbările mai extinse observate la șoarecii care lipseau complet de una sau ambele gene, acest studiu a oferit informații importante despre regiunile creierului unde interacțiunile sau absența lor au cel mai mare impact asupra comportamentului.
“Funcțiile fiziologice diferite cu care ne confruntăm zilnic sunt guvernate de diverse regiuni ale creierului”, a explicat Gu. “Aceasta reprezintă un avans important oferit de studiul nostru, deoarece anterior, cunoștințele noastre se limitau la faptul că șoarecii modificați genetic prezentau astfel de schimbări comportamentale, dar nu știam exact care regiune a creierului era responsabilă.”
Următorul pas în laboratorul lui Gu vizează investigarea conexiunilor dintre comportamentul social la șoareci și funcțiile acestor proteine în cortexul prefrontal, o regiune a creierului importantă pentru luarea deciziilor și planificare.
Prin intermediul unor experimente de biochimie și biologie celulară, cercetătorii au descoperit cum se realizează legătura dintre aceste proteine și cum aceasta afectează poziționarea lor în interiorul neuronilor. Rezultatele au arătat că MAP6 stabilizează canalul Kv3.1 într-un tip specific de interneuroni, ajutându-le pe aceste celule să mențină semnalele creierului la un nivel constant. În schimb, o scădere a expresiei MAP6 a condus la o diminuare semnificativă a nivelului de Kv3.1 în acei interneuroni.
Rezultatele combinate sugerează că atunci când aceste proteine nu se leagă în mod corespunzător, nivelul insuficient de Kv3.1 poate afecta funcția de control a semnalelor la nivelul interneuronilor, creând un dezechilibru între inhibiție și excitație în regiunile cerebrale afectate și manifestând simptome comportamentale negative. Acești interneuroni, capabili să genereze impulsuri nervoase cu frecvențe înalte, reprezintă o țintă terapeutică crucială în tratarea schizofreniei.
“Acest studiu deschide noi perspective asupra legăturii dintre disfuncția proteică MAP6 și disfuncția semnalelor interneuronale, arătând că există două proteine care interacționează și se pot influența reciproc”, a concluzionat Gu. Această cercetare a beneficiat de susținerea acordată prin granturi din partea Institutului Național de Sănătate.
