Conexiunea greșită a celulelor nervoase este legată de depresie

Cercetătorii au identificat o genă care împiedică celulele importante ale creierului la șoareci să-și încrucișeze firele, oferind o posibilă legătură între cablarea creierului și tulburările de dispoziție precum depresia.

Fără genă, numit Pcdhαc2șoarecii au acționat mai deprimați, au raportat cercetătorii pe 28 aprilie în Ştiinţă.

Celulele nervoase, sau neuronii, care produc molecula mesager chimic serotonina extind proiecții lungi numite axoni către diferite părți ale creierului. Serotonina eliberată de la vârfurile axonilor semnalează altor neuroni din aceste zone țintă pentru a influența starea de spirit și alte aspecte ale comportamentului. Pentru o semnalizare eficientă, vârfurile axonilor trebuie să fie distanțate corespunzător.

În noua lucrare, oamenii de știință din New York City, St. Louis și China au descoperit că o astfel de distanță este perturbată la șoarecii lipsiți de Pcdhαc2 gena. Ca urmare, circuitele de semnalizare a serotoninei nu sunt asamblate corespunzător, iar șoarecii au prezentat comportamente care indică depresie.

Pcdhαc2 se găsește într-un grup de gene care conțin schițele pentru proteinele care ies de pe suprafața celulelor. Aceste proteine ​​funcționează precum cărțile de identitate, spune coautorul studiului Joseph Dougherty, neurogenetician la Școala de Medicină a Universității Washington din St. Louis. Pe măsură ce axonii neuronilor serotoninei se ramifică prin creier, ei pot recunoaște alți axoni care poartă ID-uri identice și se pot răspândi pentru a se ține de drumul celuilalt. Acest proces, numit tiling, spații uniform axonii în zonele lor țintă din creier.

Dar pentru șoarecii la care întregul grup de gene a fost șters, axonii serotoninei nu își păstrează distanța unul de celălalt. Se împiedică unul pe altul, ceea ce împiedică axonii să se extindă complet prin creier și să furnizeze dozele obișnuite de serotonină, spune Tom Maniatis, coautor al studiului și cercetător în neuroștiință moleculară la Universitatea Columbia.

Distribuția neuniformă a serotoninei a afectat comportamentul șoarecilor. Un test a forțat șoarecii să înoate pentru o perioadă lungă de timp; șoarecii cu grupul șters au avut mai multe șanse să renunțe la înot pentru supraviețuire. Alte teste nu au găsit nicio problemă cu mușchii și mișcarea șoarecilor mutanți, sugerând că starea mentală a cauzat comportamentul de predare.

Maniatis și colegii săi au descoperit că ștergerea unui grup de gene din cluster nu a provocat încurcarea axonilor, lăsând doi posibili suspecți. Dintre cele două, doar proteina codificată de Pcdhαc2 gena a fost găsită în neuronii serotoninei.

Mecanismul exact pentru modul în care proteina menține axonii în linie încă nu este cunoscut, spune Maniatis. Dar cercetătorii cred că ceva din proteină respinge alte proteine ​​cu aceeași carte de identitate, ținând axonii suficient de departe, încât să nu se încurce.

Ceea ce este mai clar, spune Dougherty, este modul în care dezactivarea acestei gene poate determina șoarecii să se comporte într-un mod care amintește de depresie.

Sean Millard, un neuroștiință la Universitatea din Queensland, Școala de Științe Biomedicale din Australia, cercetează genele muștelor care influențează distanța dintre neuroni. Această descoperire genetică la șoareci este în concordanță cu ceea ce a fost găsit la muște, spune Millard. „Este foarte plăcut să vezi că mecanisme similare funcționează în organisme superioare.”

Cercetările ulterioare ar analiza dacă mutațiile aceleiași gene la oameni ar putea contribui la depresie. Implicațiile cablajului neuronilor în acest studiu pot, de asemenea, să îndrepte cercetătorii într-o nouă direcție pentru cercetarea tulburărilor psihice legate de serotonina. Multe studii anterioare s-au concentrat asupra modului în care serotonina este transmisă și sintetizată, precum și asupra genelor care controlează nivelurile substanței chimice. În schimb, „poate că ar trebui să ne uităm la genele care reglează cablurile serotoninei”, spune Dougherty.