สาเหตุของความผิดปกติทางจิตและระบบประสาทที่พบในการสร้างเซลล์สมองของทารกในครรภ์

ต้นกำเนิดของโรคทางจิตประสาทบางชนิด เช่น ออทิซึม โรคอารมณ์สองขั้ว หรือโรคซึมเศร้า รวมถึงโรคทางระบบประสาทเสื่อมบางชนิด เช่น อัลไซเมอร์และพาร์กินสัน อาจเริ่มต้นตั้งแต่ช่วงแรกของการพัฒนาสมองของทารกในครรภ์ ซึ่งเร็วกว่าที่เคยคาดไว้ จากการศึกษาของสถาบันวิจัยโรงพยาบาลเดลมาร์และมหาวิทยาลัยเยล ซึ่งตีพิมพ์ในวารสารNature Communicationsระบุว่า

งานวิจัยนี้มุ่งเน้นที่ "การค้นหาต้นตอของโรคทางจิตในระยะเริ่มแรกของการพัฒนาของทารกในครรภ์ โดยเฉพาะในเซลล์ต้นกำเนิดของสมอง" ดร. Gabriel Santpere นักวิจัยในโครงการ Miguel Servet และผู้ประสานงานกลุ่มวิจัย Neurogenomics ในโครงการ Biomedical Informatics ของ Istituto Investigaciones Hospital del Mar ซึ่งเป็นกลุ่มความร่วมมือกับมหาวิทยาลัย Pompeu Fabra อธิบาย

เพื่อดำเนินการนี้ พวกเขาใช้รายการยีนเกือบ 3,000 รายการที่เกี่ยวข้องกับโรคทางจิตประสาท โรคทางระบบประสาทเสื่อม และความผิดปกติของเปลือกสมอง และจำลองผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงยีนเหล่านี้ต่อเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาสมอง ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่ายีนเหล่านี้จำนวนมากทำงานอยู่แล้วในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนาของทารกในครรภ์ในเซลล์ต้นกำเนิด ซึ่งเป็นสารตั้งต้นที่หล่อหลอมสมอง สร้างเซลล์ประสาท และโครงสร้างที่ค้ำจุนเซลล์ประสาท

การบรรลุเป้าหมายนี้ไม่ใช่เรื่องง่าย การพัฒนาสมองในระยะนี้ศึกษาได้ยากมาก ด้วยเหตุนี้ นักวิจัยจึงรวบรวมข้อมูลมากมายจากสมองมนุษย์และหนู รวมถึงข้อมูลจากแบบจำลองเซลล์ในหลอดทดลอง

ดังที่ดร. นิโคลา มิคาลี นักวิจัยร่วมในห้องทดลองของดร. ปาสโก ราคิช ที่มหาวิทยาลัยเยล และผู้นำร่วมในการศึกษานี้ กล่าวไว้ว่า "โดยทั่วไปแล้ว นักวิทยาศาสตร์จะศึกษาเกี่ยวกับยีนที่บ่งบอกถึงความเจ็บป่วยทางจิตในผู้ใหญ่ แต่ในงานวิจัยนี้ เราพบว่ายีนเหล่านี้จำนวนมากทำงานอยู่แล้วในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนาสมองของทารกในครรภ์ และการเปลี่ยนแปลงในยีนเหล่านี้อาจส่งผลต่อการพัฒนาสมองและก่อให้เกิดความผิดปกติทางจิตในภายหลัง"

การศึกษานี้ได้สร้างแบบจำลองเครือข่ายควบคุมเฉพาะสำหรับแต่ละประเภทเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาสมอง เพื่อดูว่าการกระตุ้นหรือการยับยั้งการทำงานของยีนที่วิเคราะห์ซึ่งเกี่ยวข้องกับโรคทางสมองต่างๆ ส่งผลต่อเซลล์ต้นกำเนิดในระยะต่างๆ อย่างไร ซึ่งทำให้สามารถสังเกตความสำคัญของยีนแต่ละตัวในการพัฒนาโรคที่ก่อให้เกิดโรคต่างๆ ได้ รายการโรคมีตั้งแต่ภาวะศีรษะเล็กและภาวะสมองคั่งน้ำ ไปจนถึงออทิซึม ภาวะซึมเศร้า โรคอารมณ์สองขั้ว โรคเบื่ออาหาร หรือโรคจิตเภท และยังรวมถึงโรคอัลไซเมอร์และพาร์กินสันด้วย

พยาธิสภาพทั้งหมดนี้พบว่าเกี่ยวข้องกับยีนที่เกี่ยวข้องกับช่วงแรกของการพัฒนาสมอง ซึ่งเป็นช่วงที่เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาททำงานอยู่ “เรากำลังศึกษาโรคต่างๆ มากมายที่สมองอาจประสบ และศึกษาว่ายีนที่เกี่ยวข้องกับภาวะเหล่านี้มีพฤติกรรมอย่างไรในเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาท” โจเอล มาโต-บลังโก นักวิจัยจากสถาบันวิจัยโรงพยาบาลเดลมาร์ กล่าวเสริม

ในเวลาเดียวกัน เขายังชี้ให้เห็นว่างานนี้ "ระบุช่วงเวลาและประเภทของเซลล์ที่การกระทำของยีนเหล่านี้มีความสำคัญมากที่สุด โดยระบุว่าเมื่อใดและที่ใดจึงจะกำหนดเป้าหมายการทำงานของยีนเหล่านี้"

การมีข้อมูลดังกล่าว “มีประโยชน์ในการทำความเข้าใจต้นตอของโรคที่ส่งผลต่อเปลือกสมอง นั่นคือ การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมถูกเปลี่ยนเป็นพยาธิสภาพเหล่านี้ได้อย่างไร” ดร. แซนต์เปเร กล่าว

การทำความเข้าใจกลไกเหล่านี้และบทบาทของยีนแต่ละตัวในแต่ละโรคสามารถช่วยพัฒนาวิธีการรักษาแบบกำหนดเป้าหมายที่มุ่งเป้าไปที่โรคเหล่านี้ได้ ซึ่งจะเปิดโอกาสให้เกิดการบำบัดด้วยยีนและการรักษาแบบเฉพาะบุคคล