Áttörést hozhatnak a skizofrénia megismerésében a Semmelweis kutatói

Az Anatómiai Intézet mintegy 10 fős kutatóstábja 2017 óta vizsgálja a harvardi, a koppenhágai és a zágrábi egyetemekkel kollaborációban a skizofrénia idegsejtszintű magyarázatát. A 110 éve leírt betegségről ugyan eddig is számos tanulmány született, a pontos neuropatológiai háttér azonban feltáratlan maradt.

Az volt a célunk, hogy pontosan megtaláljuk azokat a neuronpopulációkat és receptorokat, amelyek legalább részben magyarázhatják a betegség tüneteit

– magyarázta honlapunknak dr. Adorján István, az Anatómiai, Szövet- és Fejlődéstani Intézet tudományos munkatársa. 

Vizsgálódásaik egyik különlegessége az volt, hogy ugyanazon donorokból származó post mortem mintákat elemeztek különböző biológiai szinteken. Összesen 220 ezer neuron egy-sejtmag szintű RNS szekvenálását végeztük el 120 ezer neuron morfológiai és topográfiai analízisével, a dorzolaterális prefrontális kéreg területén a sejtek alaktani változását és elhelyezkedését detektáltuk – avatott be a részletekbe dr. Adorján István. Mi a celluláris szintet kutattuk, a Koppenhágai Egyetem a transzkriptomikai vizsgálatokat végezte, a harvardi kutatók az adatelemzésben jeleskedtek, a zágrábiak pedig igazoló kísérleteket folytattak, amivel az azonosított mRNS-eket, illetve sejtpopulációkat célzottan, többszörös jelzéssel megvizsgálták.

A kísérletben 10 skizofrén és 10 kontroll agy mintáit vizsgálták, az elemzéshez különböző európai agybankokból igényelték a mintákat, amelyeknek a beszerzése legnagyobbrészt a magyar csapatra hárult. Ez a logisztikai mellett metodikai és konceptuális kihívást is jelentett – hívta fel a figyelmet a kutatóstáb vezetője. Meghatározó ugyanis a minták minősége, az egysejtszintű szekvenálás nagyon érzékeny a halál beállta és a fagyasztás között eltelt időre. Lényeges volt továbbá, hogy ugyanabból az agyból álljon rendelkezésre fagyasztott és formalinban fixált minta is, ami elég ritka, mert nem mindegyik agybank dolgozik mindkét módszerrel – tette hozzá. Az immunhisztokémiai, celluláris szintű detektálásához formalinban fixált, az mRNS szekvenálásához pedig fagyasztott mintákra van szükség.

„Az volt az alaphipotézisem, hogy bizonyos, eddig kevésbé kutatott gátló neuronpopulációk érintettek a skizofréniában. A kérdés pedig az volt, hogy ezt az egysejtszintű szekvenálással dolgozó, külföldi kollaborátorok is alátámasztják-e” – magyarázta dr. Adorján István.  A vizsgálat igazolta a hipotézist, ugyanazokat a sejtpopulációkat tárta fel az egysejtszintű szekvenálás.

„A kutatás szerint leginkább az agykéreg felső rétegében elhelyezkedő gátlóneuronok – calretitin pozitív neuronok és parbaalbumin neuronok – az érintettek, de több mint egy tucat gátlóneuront tudtunk osztályozni. Ez az eljárás arra is jó, hogy új neuronpopulációkat fedezzünk föl és olyan receptorkészleteket írjunk le, amelyek segítségével ezek a neuronpopulációk később befolyásolhatók, és egy gyógyszerfejlesztésnél terápiás támadáspontként szerepelhetnek” – tette hozzá a kutatásvezető.

„Egyelőre nem ismert, hogy a jelenlegi gyógyszeres terápiák milyen sejtekre hatnak, illetve milyen neuronpopulációk népesítik be az egyes kéreg alatti területeket. Amíg ez nincs pontosan feltérképezve, addigi minimális az esélye, hogy a kórképekben megváltozott sejtpopulációt felfedezzük. Mi azon dolgozunk, hogy feltárjuk a különböző agyterületeknek az összetételét, a kontroll agyat összehasonlítsuk skizofréniás és autista donoroktól származó mintákkal (a kutatásunk ugyanis az autizmus neuropatológiai hátterére is kiterjed), a kettő különbségéből pedig levonjuk a konzekvenciát, hogy mely sejtpopulációk lehetnek megváltozottak” – fejtette ki dr. Adorján István.

„A tanulmányunk megmutatja, hogy van olyan sejtpopuláció, amelyre eddig kevesebb hangsúlyt fektettek a kutatásoknál, mégpedig a speciális gátló- és serkentő neuronok, amelyek főleg a kéreg felső rétegében helyezkednek el, és amelyek sérültek. Ennek az úgynevezett dorzolaterális prefrontális rétegnek a jelentőségét mindkét betegségben korábban is leírták, és az MR vizsgálatok is rámutattak, hogy ezek a kérgi területek máshogy működnek az érintett pácienseknél, de hogy pontosan mi áll ennek a hátterében, azt eddig nem tudták. A megváltozott sejtpopulációk feltárása ugyanis már a neurohisztológia, illetve a neuropatológia területe, s a mi kutatásunk volt az első, amelyben az egysejtszintű szekvenálással kapott eredményeket korreláltatni tudtuk a neurohisztológiai módszerekkel kapott eredményekkel, és ezek egy irányba mutattak. Kutatásunk jelentőségét továbbá a neurohisztológiai és a transzkiptomikai módszerek összegyúrása adja. Ilyen komplex megközelítéssel és mintával mi dolgoztunk először, ezzel pedig több évtizedes hiányt pótoltunk” – emelte ki az Anatómiai, Szövet- és Fejlődéstani Intézet kutatója. Hozzátette, hogy a munka folytatódik mindaddig, amíg nincs teljeskörűen feltárva ezen területeknek az összetétele.

Az a célunk, hogy az eredmények alkalmazott kutatásban is hasznosulhassanak, állatmodellekben, in vitro őssejtes kísérletekben is megvizsgálhassuk ezeket a neuronpopulációkat és a valóban megváltozottakat befolyásolhassuk különböző módokon, de ez már a gyógyszerfejlesztés területe – fogalmazott dr. Adorján István.

Szerencsés esetben a kutatásunk a skizofrénia oki terápiájához is elvezethet

– tette hozzá a kutató.

Szepesi Anita
Fotó: Kovács Attila – Semmelweis Egyetem; wildpixel (iStock) – illusztráció