جستجوی سرنخ‌های درمان اسکیزوفرنی و اختلال دو قطبی در ژنوم تاریک

دانشمندان به دنبال یافتن سرنخ‌های درمان اسکیزوفرنی و اختلال دو قطبی در ژنوم تاریک هستند.

اسکیزوفرنی و اختلال دوقطبی بیماری‌های روانی شدید و مداومی هستند که می‌توانند تأثیر عمیقی بر زندگی افراد بگذارند.

اسکیزوفرنی تفکر و رفتار را مختل می‌کند و می‌تواند باعث روان پریشی شده و منجر به توهم و هذیان شود.

اختلال دوقطبی شامل نوسانات شدید خلق و خوی بین افسردگی و شیدایی است. این وضعیت همچنین می‌تواند باعث روان پریشی شود و تشخیص آن از اسکیزوفرنی را دشوار می‌کند.

هر دو شرایط، به شدت ارثی هستند. مطالعات روی دوقلو‌ها نشان داده است که ژنتیک تقریباً ۷۰ درصد از تمایل افراد به اختلال دوقطبی یا اسکیزوفرنی را تشکیل می‌دهد. عوامل محیطی ۳۰ درصد باقی مانده را تشکیل می‌دهند.

این درجه بالای وراثت، زیست‌شناسان را با معمایی مواجه می‌کند؛ زیرا شیوع این بیماری‌ها در حدود ۱ درصد در جمعیت‌های سراسر جهان ثابت است.

معمولاً، اگر یک نوع ژن خاص میانگین تعداد فرزندان زنده‌ای که افراد تولید می‌کنند را به شدت محدود کند، انتخاب طبیعی در نهایت آن گونه را از جمعیت حذف می‌کند.

یک توضیح برای تداوم اسکیزوفرنی و اختلال دوقطبی این است که ژن‌هایی که خطر ابتلا به این بیماری‌ها را افزایش می‌دهند ممکن است تناسب باروری را در افرادی که حامل این ژن‌ها هستند اما به این شرایط مبتلا نمی‌شوند، افزایش دهند. برای مثال، ممکن است این کار را با تقویت خلاقیت انجام دهند.

طبق این فرضیه، جهش‌های ژنتیکی که نسبتاً به تازگی در تکامل انسان رخ داده‌اند به ما امکان می‌دهند تا توانایی‌های شناختی منحصربه‌فرد گونه خود را توسعه دهیم؛ اما به قیمت افزایش آسیب‌پذیری در برابر روان‌پریشی.

با این‌حال، تحقیقات ژنتیکی برای آزمایش این ایده نتایج غیرقطعی را به همراه داشته‌اند.

ژنوم تاریک

معمای دیگر این است که همه گونه‌های ژنی که خطر ابتلا به اسکیزوفرنی را افزایش می‌دهند، تاکنون تنها ۷ درصد از کل خطر را تشکیل می‌دهند. به گفته متخصصان ژنتیک در دانشگاه کمبریج در بریتانیا، مشکل این است که ما به دنبال ژن‌های عامل بیماری در مکان نامناسبی بوده‌ایم.

آن‌ها بر این باورند که بیشتر علل ژنتیکی روان پریشی ممکن است خارج از ژن‌های معمولی (که فقط ۱ تا ۲ درصد از ژنوم انسان را تشکیل می‌دهند) و در چیزی که با نام ژنوم تاریک شناخته می‌شود، نهفته باشد.

دکتر چایتانیا ارادی، نویسنده اول مقاله، می‌گوید:

تعریف رایج ما از یک ژن بیش از حد محافظه‌کارانه است و دانشمندان را از کاوش در عملکرد بقیه ژنوم منحرف کرده است.

ژنتیک‌دانان در کمبریج و جا‌های دیگر اخیراً کشف کرده‌اند که ممکن است ژن‌هایی «پنهانی» وجود داشته باشند که خواندن آن‌ها توسط فناوری‌های توالی‌یابی کنونی دشوار است. آن‌ها این ژن‌های پنهان را « چارچوب خوانش باز جدید» یا nORF می‌نامند.

دکتر ارادی می‌گوید:

وقتی به خارج از مناطق DNA طبقه‌بندی شده به عنوان ژن نگاه می‌کنیم، می‌بینیم که نه فقط ژن‌ها؛ بلکه کل ژنوم انسان توانایی ساخت پروتئین‌ها را دارد.

ما پروتئین‌های جدیدی پیدا کرده‌ایم که در فرآیند‌های بیولوژیکی دخیل هستند و در اختلالاتی مانند اسکیزوفرنی و اختلال دوقطبی ناکارآمد هستند.

پژوهش‌گران مطالعه‌ی جدید خود را در مجله Molecular Psychiatry منتشر کرده‌اند.

مناطق تازه تکامل یافته

دکتر ارادی و همکارانش روی مناطقی از ژنوم تمرکز کردند که صفات انسانی را تنظیم می‌کند و بنابراین احتمالاً نقش مهمی در تکامل اخیر ما ایفا کرده است.

آن‌ها به دنبال nORF‌های متفاوت بیان شده یا ژن‌های پنهان در این مناطق بودند که سطوح فعالیت متفاوتی در افراد مبتلا به اسکیزوفرنی یا دوقطبی در مقایسه با دیگر شرکت ‌کنندگان دارند.

پژوهش‌گران برای این مطالعه داده‌های پایگاه داده ژنومی به نام PsychENCODE را استخراج کردند تا ۵۶ چارچوب خوانش باز جدید (nORF) مرتبط با اسکیزوفرنی و ۴۰ چارچوب خوانش باز جدید (nORF) مرتبط با اختلال دوقطبی را شناسایی کنند.

آن‌ها گزارش می‌دهند که برخی از این ژن‌های پنهان پروتئین‌هایی تولید می‌کنند که می‌توانند به عنوان اهداف دارویی برای درمان‌های جدید عمل کنند.

سوداکاران پراباکران، دکتری که در زمان انجام این تحقیق در دانشگاه کمبریج مستقر بود و نویسنده ارشد این گزارش است، می‌گوید:

این کشف، پتانسیل عظیمی را برای اهداف جدید دارویی باز می‌کند. این واقعاً هیجان‌انگیز است؛ زیرا هیچ‌کس قبلاً فراتر از ژن‌های تعریف ‌شده مرسوم برای سرنخ‌هایی برای درک و درمان این شرایط نگاه نکرده است.

دکتر پراباکران در سال ۲۰۲۱ پست خود را در دانشگاه کمبریج ترک کرد تا شرکتی به نام NonExomics ایجاد کند که هدف آن توسعه و بازاریابی دارو‌های جدید و تشخیص بر اساس این اکتشافات و سایر اکتشافات است. او گفت که کار بیشتر برای تعیین عملکرد پروتئین‌های تازه شناسایی شده در حال انجام است.

او در این خصوص گفت:

ما توابع بالقوه را بر اساس تحلیل محاسباتی پیش‌بینی کرده‌ایم و آن نتایج را در مقاله به اشتراک گذاشته‌ایم؛ اما برای هر یک از nORF‌ها به‌طور خاص، باید تحلیل ساختار-عمق عمیق را انجام دهیم که اکنون در حال انجام آن هستیم.

ژن‌های پنهان دیگری که این تیم شناسایی کردند، پروتئین‌هایی تولید می‌کنند که ممکن است به تمایز بین اسکیزوفرنی و اختلال دوقطبی یا تخمین خطر خودکشی در فرد کمک کنند.

با این‌حال، دکتر پراباکران توضیح داد که به دلیل اطلاعات محدودی که برای مطالعه به آن‌ها دسترسی داشتند، بر این باورند که تنها زیرمجموعه کوچکی از nORFs را شناسایی کرده‌اند که در این دو شرایط دخیل هستند.

رشد مغز

دکتر پراباکران گفت:

ما در این مقاله نشان می‌دهیم که این nORF‌ها در نواحی اخیراً تکامل‌ یافته ژنوم انسان وجود دارند که با مکان‌های حساسیت ژنتیکی اسکیزوفرنی و اختلال دوقطبی مرتبط هستند.

نویسندگان حدس می‌زنند ژن‌های پنهانی که در این بخش‌های اخیراً تکامل یافته ژنوم انسان شناسایی کرده‌اند، ممکن است نقشی حیاتی در رشد مغز داشته باشند.

آن‌ها ممکن است مسئول توانایی‌های منحصر به فرد شناختی انسان باشند که تناسب تولید مثل را افزایش می‌دهد.

با این‌حال، عوامل محیطی ناشناخته ممکن است باعث اسکیزوفرنی یا اختلال دوقطبی در افرادی شوند که انواع خاصی از این ژن‌های پنهان را دارند.