Skupina mednarodnih znanstvenikov je preslikala genetsko, celično in strukturno sestavo človeških možganov in možganov nečloveških primatov. To razumevanje strukture možganov omogoča globlje poznavanje celične osnove delovanja in disfunkcije možganov, kar pomaga utirati pot novi generaciji natančnih terapevtikov.
To lahko predstavlja velik napredek za ljudi z duševnimi motnjami in drugimi motnjami v delovanju možganov. Ugotovitve so predstavljene v zbirki 24 člankov v revijah Science, Science Advances in Science Translational Medicine .
»Preslikava možganske celične pokrajine je ključni korak k razumevanju, kako ta vitalni organ deluje pri zdravju in boleznih,« je dejal Joshua A. Gordon, MD, Ph.D., direktor Nacionalnega inštituta za duševno zdravje. »Ti novi podrobni celični atlasi človeških možganov in možganov nečloveških primatov ponujajo osnovo za oblikovanje novih terapij, ki lahko ciljajo na specifične možganske celice in vezja, ki so vključena v možganske motnje.«
Zbirka člankov je osupljiva
24 dokumentov v tej najnovejši zbirki BRAIN Initiative Cell Census Network (BICCN) podrobno opisuje izjemno zapleteno raznolikost celic v človeških možganih in možganih nečloveških primatov. Študije ugotavljajo podobnosti in razlike v tem, kako so celice organizirane in kako so geni regulirani v človeških možganih in možganih nečloveških primatov. Na primer:
- Trije članki v zbirki predstavljajo prvi atlas celic v možganih odraslega človeka, kartira transkripcijsko in epigenomsko pokrajino možganov. Transkriptom je celoten niz odčitkov genov v celici, ki vsebuje navodila za izdelavo beljakovin in drugih celičnih produktov. Epigenom se nanaša na kemične modifikacije celične DNK in kromosomov, ki spremenijo način izražanja genetske informacije celice.
- V drugem prispevku je primerjava celičnih in molekularnih lastnosti človeških možganov in več možganov nečloveških primatov (možgani šimpanzov, goril, makakov in marmozet) razkrila jasne podobnosti v vrstah, razmerjih in prostorski organizaciji celic v možganski skorji ljudi in primatov nečloveka. Preiskava genetske ekspresije kortikalnih celic med vrstami kaže, da so razmeroma majhne spremembe v ekspresiji genov v človeški liniji povzročile spremembe v nevronskem ožičenju in sinaptični funkciji. To je verjetno omogočila večjo plastičnost možganov pri ljudeh, kar podpira sposobnost človeških možganov za prilagajanje, učenje, in sposobnost spreminjanja možganskih povezav.
- Študija, ki je raziskovala, kako se celice razlikujejo v različnih predelih možganov pri marmozetkah, je našla povezavo med lastnostmi celic v možganih odraslih in lastnostmi teh celic med razvojem. Povezava nakazuje, da je razvojno programiranje vgrajeno v celice, ko se oblikujejo in vzdržujejo v odrasli dobi. Ugotovili so, da lahko nekatere opazne celične lastnosti pri odraslem izvirajo zelo zgodaj v življenju. To odkritje bi lahko vodilo do novih vpogledov v razvoj in delovanje možganov skozi celotno življenjsko dobo.
- Raziskovanje anatomije in fiziologije nevronov v najbolj oddaljenem sloju neokorteksa – to je del možganov, ki sodeluje pri funkcijah višjega reda, kot so kognicija, motorični ukazi in jezik – je razkrilo razlike v človeških in mišjih možganih, ki nakazujejo, da je ta regija lahko evolucijska vroča točka, s spremembami pri ljudeh, ki odražajo višje zahteve po uravnavanju kompleksnejših človeških možganskih vezij.
Glavni cilj je široko zastavljen
Glavni cilj BICCN, prelomnega prizadevanja za razumevanje celične sestave možganov, je razviti celovit popis celic v možganih – kje so, kako se razvijajo, kako delujejo skupaj in kako uravnavajo svojo dejavnost. S tem bi dosegli boljše razumevanje, glede tega kako se možganske motnje razvijajo, napredujejo in kako jih je najbolje zdraviti.
»Ta zbirka študij predstavlja pomemben dosežek pri osvetljevanju kompleksnosti človeških možganov na celični ravni,« je dejal dr. John Ngai, direktor NIH BRAIN Initiative. »Znanstvena sodelovanja, sklenjena prek BICCN, poganjajo področje naprej z eksponentno hitrostjo; napredek in možnosti so preprosto osupljivi.«
Potencialni napredek je nepredstavljiv
Popis vrst možganskih celic v človeških možganih in možganih nečloveških primatov, predstavljen v tej zbirki prispevkov, služi kot ključni korak k razvoju zdravljenja možganov v prihodnosti. Ugotovitve so postavile tudi temelje za mrežo celičnega atlasa BRAIN Initiative, transformativni projekt. Ta skupaj z dvema drugima obsežnima projektoma – BRAIN Initiative Connectivity Across Scales in Armamentarium for Precision Brain Cell Access – želi revolucionirati raziskave nevroznanosti. Z osvetlitvijo temeljnih načel, ki urejajo osnovo vedenja, in informiranjem o novih pristopih k zdravljenju motenj človeških možganov.
Potencialni napredek, ki ga znotraj teh raziskav pripravljajo znanstveniki, je osupljiv. Možgani veljajo za najbolj kompleksen organ v človeškem telesu, ne le po svoji funkciji, pač pa tudi po metabolnih potrebah in izrednih sposobnostih ustvarjanja misli, trenutkov, spominov in zavedanja. Prav ta sklop celic nas loči od vsega ostalega sveta in prav je, da mu namenimo posebno pozornost.
Novinar
