Mahalagang Mapa ng Aktibidad ng Gene sa Prefrontal Cortex ng Utak, Natuklasan ng mga Siyentipiko

Sa isang makabagbag-damdaming pag-aaral, nakabuo ang mga siyentipiko ng detalyadong mapa ng aktibidad ng gene sa isang mahalagang bahagi ng utak na tinatawag na prefrontal cortex. Ang pagtuklas na ito ay nagbibigay ng mas malalim na pag-unawa sa normal na pag-unlad ng utak at sa mga pangunahing sakit sa utak tulad ng Alzheimer, Parkinson, at schizophrenia. Sa siyam na magkakahiwalay na pag-aaral, sinuri ng mga mananaliksik ang mga pagbabago sa iba't ibang uri ng mga selula ng utak na nagaganap sa paglipas ng panahon. Ang kanilang mga natuklasan ay nagbigay ng pag-unawa sa mga molekular na proseso na nagiging sanhi ng ilan sa mga pinaka-mapaminsalang sakit sa utak, na nagbigay-daan sa posibilidad ng mga bagong paggamot.

Ang prefrontal cortex ay matatagpuan sa harapang bahagi ng panlabas na layer ng utak, sa likod ng noo. Ito ay may mahalagang papel sa pagpaplano, paggawa ng desisyon, regulasyon ng emosyon, at pag-aangkop ng pag-uugali. Bukod dito, ito ay sensitibo sa pagbaba ng kakayahan na dulot ng pagtanda at apektado sa maraming psychiatric at neurodegenerative na mga karamdaman.

Sa kanilang pag-aaral, sinuri ang aktibidad ng gene sa mga nuclei ng mahigit 6.3 milyong selula ng utak mula sa 1,494 na yumaong donor, na may edad mula sa pagkabata hanggang 108 taong gulang, at may iba't ibang lahi. Kabilang sa mga donor ang mga taong walang naitalang sakit sa utak at mga taong may mga kondisyon tulad ng Alzheimer, Parkinson, Lewy body dementia, vascular dementia, schizophrenia, at bipolar disorder.

Natukoy ng mga mananaliksik ang mga pattern na karaniwan sa ilang sakit pati na rin ang mga tiyak sa bawat karamdaman. Ayon kay Dr. Panos Roussos, direktor ng Center for Disease Neurogenomics sa Icahn School of Medicine sa Mount Sinai sa New York City, ang mga pag-aaral na ito ay tumutulong upang ipaliwanag kung saan nagaganap ang mga pagbabago na may kaugnayan sa sakit at kung aling mga biological na proseso ang dapat pagtuunan ng pansin.

Binigyang-diin ni Roussos na ang isang epektibong paggamot ay dapat makaapekto sa tamang biological na proseso sa tamang mga selula. Ang mapa na kanilang nabuo ay makatutulong sa pagtukoy ng mga mahihinang populasyon ng selula, pagtuklas ng mga proseso na may kaugnayan sa pagpapanatili ng kakayahan ng utak, at pagtulong sa mga mananaliksik na magpasya kung aling mga potensyal na target ng paggamot ang dapat subukan.

Ang pag-aaral ay isinagawa bilang bahagi ng PsychAD research consortium, na sinusuportahan ng National Institute on Aging, bahagi ng National Institutes of Health ng gobyerno ng US. Ipinakita ng mga natuklasan na ang Alzheimer, Lewy body disease, vascular dementia, at Parkinson ay may mga pagkakatulad sa aktibidad ng gene na kasangkot sa pag-unlad ng nerve cells, komunikasyon ng neuronal, at biology ng mga daluyan ng dugo. Sa paghahambing ng mga sample ng utak mula sa mga donor na may iba't ibang edad, natuklasan ng mga mananaliksik ang malawak na molekular na pagbabago sa panahon ng pag-unlad hanggang sa pagtanda, na may kaugnayan sa katatagan sa karamihan ng adulthood at muling pagbabago sa huli ng buhay, partikular sa mga immune at support cells. Ayon kay Roussos, ito ay nagbibigay ng batayan para sa pagkilala sa mga karaniwang pagbabago sa pagtanda mula sa mga pagbabago na may kaugnayan sa sakit.

Natukoy ng mga mananaliksik ang edad na 24 bilang isang mahalagang punto ng transisyon kung saan ang karamihan sa mga uri ng selula sa rehiyon na ito ay nagiging mas matatag. Gayunpaman, nilinaw ni Roussos na hindi nangangahulugan na ang utak ay biglang natatapos ang pag-unlad sa ika-24 na kaarawan ng isang tao, o na ang pagbagsak ay nagsisimula sa edad na iyon. Ang iba pang aspeto ng biology ng utak ay patuloy na nagbabago sa buong buhay.

Natuklasan din ng mga mananaliksik ang mga pattern ng selula na may kaugnayan sa mga pagkakaiba sa kognisyon at sa depresyon na kasabay ng Alzheimer. Halimbawa, ang mga taong nanatiling may kakayahang kognitibo sa kabila ng malubhang Alzheimer pathology ay nagpakita ng mga pagkakaiba sa mga proseso na may kaugnayan sa enerhiya sa mga selula ng utak. Ayon kay Roussos, ang mga ito ay nagbibigay ng mga pahiwatig sa mga posibleng mekanismo ng proteksyon na nangangailangan ng karagdagang pagsusuri.

Ikinonekta ng mga mananaliksik ang namamanang genetic na panganib ng mga karamdaman sa mga partikular na gene at uri ng selula, at inilarawan ang mga impluwensya ng gene sa aktibidad ng mahigit 14,000 gene. Nagsagawa rin sila ng muling pagtatayo ng mga pang-araw-araw na pattern ng aktibidad ng gene gamit ang mga sample ng utak mula sa mga taong namatay sa iba't ibang oras ng araw. Sa mga mas bata at nasa gitnang edad na mga matatanda, ang mga pang-araw-araw na gene ng orasan ay nagpakita ng magkakasunod na pattern sa mga neuron, habang sa mga nakatatandang matatanda, ang mga pattern na ito ay mas mahina at hindi gaanong magkakasabay.

Ayon kay Roussos, ang mga natuklasan ay nagpapahiwatig na ang pagtanda ay nagbabago kung paano nakaayos ang mga pang-araw-araw na biological rhythms sa loob ng utak. Isang mahalagang tanong para sa hinaharap na pananaliksik ay kung ang pagpapanumbalik ng mga rhythm na ito ay makapagpapabuti sa kalusugan ng utak.

Bumuo rin ang mga mananaliksik ng mga molekular na profile para sa mga indibidwal na donor na may Alzheimer, at natukoy ang mga pagkakaiba sa regulasyon ng gene at mga inaasahang interaksyon sa pagitan ng mga uri ng selula sa mga indibidwal. Ayon kay Roussos, ito ay tumutulong upang ipaliwanag ang biological na pagkakaiba-iba sa mga tao na may parehong diagnosis, at nagbibigay ng pundasyon para sa pagsisiyasat ng mas indibidwal na mga estratehiya sa paggamot.