توأم متماثل، أحدهما مصاب بالفصام والآخر سليم. الفرق في التعبير الجيني موجود بالفعل في المرحلة الجنينية

تم العثور على هذا في دراسة جديدة أجريت في جامعة حيفا ونشرت في المجلة المرموقة الطب النفسي الجزيئي من NATURE

التوائم المتماثلة، واحد منهم فقط مصاب بالفصام، يختلفون في التعبير الجيني والنشاط التشابكي بالفعل في مراحل نمو الجنين، وفقا لدراسة جديدة أجريت في جامعة حيفا ونشرت في المجلة المرموقة  الجزيئية الطب النفسي من الطبيعة وفحص لأول مرة الفرق الجيني بين أزواج من التوائم المتطابقة، الذين من المفترض أن يكون لديهم نفس الحمل الجيني - عندما يعاني أحدهم من الفصام والآخر لا يعاني منه.

"اليوم، تتعامل معظم أدوية الفصام مع تهدئة النوبات وتعديل نشاط الدوبامين. ونعتقد أن نتائج الدراسة، التي وجدت لأول مرة جينات محددة تحدث فيها التغيرات، تبعث على التفاؤل الحذر فيما يتعلق بالتطور. وقال البروفيسور شاني ستيرن من الدائرة الأرجوانية لعلم الأحياء العصبية في الجامعة، ومحرر الأبحاث: "الأدوية والعلاجات المستقبلية للمرض - والتي ستركز على هذه الجينات".

الفصام هو اضطراب عقلي مزمن، ذو عامل وراثي مرتفع، يضعف الأداء اليومي ويتميز بأعراض الذهان. حتى يومنا هذا، أسباب تطور الاضطراب غير معروفة وتدور معظم النظريات والأبحاث حول النشاط غير الطبيعي للدوبامين في الدماغ. وفي دراسة سابقة أجرتها البروفيسورة ستيرن، وجدت صلة بالتغيرات المتعلقة بالمشابك العصبية - نقاط الاتصال أو الوصلات التي تمر فيها المعلومات بين الخلايا العصبية في الدماغ. لذلك، في الدراسة الحالية، طلب الباحثون البروفيسور ستيرن من قسم ساجول لعلم الأحياء العصبية بالتعاون مع فريق من الباحثين من معهد سالك وكلية طب ماونت سيناي، التركيز على الاختلافات الجينية في المشابك العصبية.

ومع ذلك، فقد اختاروا في الدراسة الحالية فحص الاختلافات الجينية بين أولئك الذين لا ينبغي أن يكون لديهم مثل هذه الاختلافات - أزواج التوائم المتماثلة، الذين من المفترض أن يحملوا نفس الحمل الجيني - عندما يعاني أحد التوأم من الفصام والآخر لا يعاني منه. . ونظرًا لصعوبة العثور على مثل هذه الأزواج من التوائم، شارك في الدراسة زوجان من التوائم، أحدهما يعاني من الفصام والآخر لا يعاني، وثلاثة أزواج أخرى من التوائم المتماثلة غير المصابة بالفصام، والذين كانوا بمثابة المجموعة الضابطة.

استخدمت البروفيسورة ستيرن في بحثها التكنولوجيا المستخدمة في مختبرها "إعادة برمجة الخلايا الجذعية" (إعادة برمجة سينداي). من خلال هذه الطريقة يمكن أخذ خلايا من أي شخص و"إعادتها مرة أخرى" إلى حالة الخلايا الجذعية، ومن هناك يتم فرزها مرة أخرى إلى أي نوع من الخلايا نريده، عندما تحمل الخلية الجديدة نفس الحمل الجيني تمامًا الشخص. وبفضل هذه الطريقة يمكن أيضًا متابعة الخلية فورًا منذ لحظة إعادة فرزها، وبالتالي الحصول فعليًا على الصورة الجينية التي تتوافق مع الفترة التي كان سيمر فيها ذلك الشخص في لحظاته الأولى.

وهكذا، في الدراسة الحالية، تم أخذ الخلايا من جميع المشاركين وإعادة تصنيفها إلى خلايا عصبية في الحصين، منذ لحظة ولادتهم تقريبًا. في المرحلة الأولى، وجد الباحثون اختلافات كبيرة في كمية المشابك العصبية المتكونة، وحجمها، وكمية الوصلات الممكنة بين الخلايا العصبية في الدماغ: فالتوائم الذين عانوا من الفصام كان لديهم أقل عدد من المشابك العصبية، وكانوا أصغر مقارنة بأولئك الذين عانوا من الفصام. والبعض الآخر وكان عدد الاتصالات بين الخلايا العصبية هو الأصغر؛ جميع التوائم من المجموعة الضابطة، أي التي لا يعاني أي منها من الفصام، كان لديهم أكبر قدر من المشابك العصبية، وكانوا الأكبر وعدد الاتصالات هو الأكبر. في المنتصف كان هناك الأشقاء الأصحاء للتوائم الذين يعانون من الفصام، والذين شكلوا في الواقع مجموعة خاصة بهم: كان لديهم عدد أكبر من المشابك العصبية وكانوا أكبر حجمًا مقارنة بإخوتهم المصابين بالفصام، ولكن أقل من الأزواج الأصحاء.  

وفي الخطوة الثانية، قام الباحثون بفحص الاختلافات بين التوائم على مستوى الحمض النووي الريبي (RNA) والحمض النووي (DNA) وحددوا 20 جينًا مهمًا يختلف تعبيرها بين التوأم المصاب بالفصام وأخيه السليم. كانت جميع المسارات التي تم العثور عليها مرتبطة بآليات التشابك العصبي وكان التحكم فيها ضعيفًا مقارنة بالتوائم من المجموعة الضابطة. وكشفت النتائج أن التغيرات في مستوى الحمض النووي بدأت في مرحلة تتوافق مع المرحلة الجنينية، وفي الواقع، بعد وقت قصير من الوقت الذي انقسم فيه الجنين إلى قسمين.

وفي الخطوة الثالثة، اختبر الباحثون الجهد الكهربائي في الخلايا العصبية واكتشفوا صورة مشابهة للنتيجة الأولى: التوائم الذين يعانون من الفصام لديهم تطور بطيء وانخفاض كبير في كمية النشاط التشابكي، مقارنة بتوائم المجموعة الضابطة. تم العثور على النشاط الكهربائي والتشابكي للتوأم السليم للأخ المصاب بالفصام في النطاق بين التوأم المريض والتوأم السليم.

"تعزز دراستنا مرة أخرى اكتشافنا السابق الذي يتحدث عن العلاقة بين ضعف تطور المشابك العصبية في الدماغ وتطور الفصام، عندما خطونا في الدراسة الحالية خطوة مهمة أخرى إلى الأمام وحددنا الجينات التي يتغير تعبيرها وتوقيتها. وخلص البروفيسور ستيرن إلى أن هذه النتائج تفتح نافذة جديدة لمحاولة فهم أسباب تطور مرض الفصام وبالطبع طريقة علاجه.