Onderzoek onthult hoe genetica de gevoeligheid voor het ontwikkelen van PTSS beïnvloedt na blootstelling aan trauma

Uit stamcellen afgeleide neuronen van oorlogsveteranen met en zonder posttraumatische stressstoornis (PTSS) geven inzicht in hoe genetica iemand vatbaarder kan maken voor het ontwikkelen van PTSD na blootstelling aan een trauma, volgens een onderzoek uitgevoerd door wetenschappers van verschillende onderzoeksinstellingen, waaronder Yale Medische faculteit.

Posttraumatische stressstoornis kan zich ontwikkelen na een ernstig trauma en is een enorm probleem voor de volksgezondheid voor zowel veteranen als burgers. De mate waarin genetische en omgevingsfactoren bijdragen aan individuele klinische uitkomsten blijft echter onbekend.

Om deze informatiekloof te overbruggen, bestudeerde het onderzoeksteam een ​​cohort van 39 gevechtsveteranen met en zonder PTSS die waren gerekruteerd uit het James J. Peters Bronx Veterans Affairs Hospital. Veteranen ondergingen huidbiopten en hun huidcellen werden geherprogrammeerd tot geïnduceerde pluripotente stamcellen.

„Het herprogrammeren van cellen in geïnduceerde pluripotente stamcellen is alsof je cellen virtueel terugbrengt in de tijd naar de tijd dat ze embryonaal waren en het vermogen hadden om alle cellen van het lichaam te genereren“, zegt Rachel Yehuda, PhD, hoogleraar psychiatrie en neurowetenschappen aan de Icahn Mount Sinai. , directeur geestelijke gezondheid voor het Department of Veterans Affairs en senior auteur van het papier. „Deze cellen kunnen vervolgens worden gedifferentieerd tot neuronen met dezelfde eigenschappen als de hersencellen van die persoon hadden voordat het trauma optrad, om de manier waarop ze functioneren te veranderen. De genexpressienetwerken van deze neuronen weerspiegelen vroege genactiviteit als gevolg van genetische en zeer vroege ontwikkelingsbijdragen, dus ze zijn een weerspiegeling van de ‚pre-combat‘ of ‚pre-trauma‘ genexpressietoestand.“

„Twee mensen kunnen hetzelfde trauma ervaren, maar ze zullen niet noodzakelijk allebei PTSS ontwikkelen“, zegt Kristen Brennand, PhD, Elizabeth Mears en House Jameson Professor of Psychiatry aan de Yale School of Medicine, die de studie mede leidde. „Dit type modellering in hersencellen van mensen met en zonder PTSS helpt verklaren hoe genetica iemand vatbaarder kan maken voor PTSS.“

Gepubliceerd op 20 oktober in Nature Neuroscience, is dit de eerste studie die geïnduceerde pluripotente stamcelmodellen gebruikt om PTSD te bestuderen.

De studie omvatte onderzoekers van de Yale School of Medicine, Icahn School of Medicine op Mount Sinai, het Office of Veterans Affairs en The New York Stem Cell Foundation Research Institute (NYSCF).

Om de stressreactie na te bootsen die PTSD veroorzaakt, hebben de wetenschappers de geïnduceerde pluripotente van stamcellen afgeleide neuronen blootgesteld aan het stresshormoon hydrocortison, een synthetische versie van het lichaamseigen cortisol dat wordt gebruikt als onderdeel van de ‚vecht-of-vlucht‘-reactie.

„De toevoeging van stresshormonen aan deze cellen simuleert biologische effecten van gevechten, waardoor we kunnen bepalen hoe verschillende gennetwerken mobiliseren als reactie op blootstelling aan stress in hersencellen,“ zei Yehuda.

Met behulp van genexpressieprofilering en beeldvorming ontdekten de wetenschappers dat neuronen van personen met PTSS overgevoelig waren voor deze farmacologische trigger. De wetenschappers konden ook de specifieke gennetwerken identificeren die verschillend reageerden na blootstelling aan de stresshormonen.

De meeste vergelijkbare onderzoeken naar PTSD tot nu toe hebben gebruik gemaakt van bloedmonsters van patiënten, maar aangezien PTSD in de hersenen geworteld is, hebben wetenschappers een manier nodig om vast te leggen hoe de neuronen van gevoelige personen worden beïnvloed door stress. Daarom koos het team ervoor om stamcellen te gebruiken, omdat ze uniek zijn uitgerust om een ​​patiëntspecifiek, niet-invasief venster in de hersenen te bieden.

„Je kunt niet gemakkelijk in de hersenen van een levend persoon reiken en cellen eruit halen, dus stamcellen zijn onze beste manier om te onderzoeken hoe neuronen zich gedragen bij een patiënt,“ zei Brennand.

NYSCF-wetenschappers gebruikten hun schaalbare, geautomatiseerde robotsysteem – de NYSCF Global Stem Cell Array® – om stamcellen en vervolgens glutamaterge neuronen te maken van patiënten met PTSS. Glutamaterge neuronen helpen de hersenen prikkelende signalen te sturen en zijn eerder betrokken geweest bij PTSS.

„Omdat dit de eerste studie was met stamcelmodellen van PTSS, was het belangrijk om een ​​groot aantal individuen te bestuderen“, zegt Daniel Paull, PhD, NYSCF Senior Vice President, Discovery & Platform Development, en co-leider van de studie. “Op de schaal van dit onderzoek is automatisering essentieel. Met de Array kunnen we gestandaardiseerde cellen maken die zinvolle vergelijkingen tussen talloze individuen mogelijk maken, wat wijst op belangrijke verschillen die van cruciaal belang kunnen zijn voor het ontdekken van nieuwe behandelingen.“

De genexpressie-analyse van het team onthulde een reeks genen die bijzonder actief waren in PTSD-gevoelige neuronen na hun blootstelling aan stresshormonen.

Bovendien zou het onderscheid tussen hoe PTSD- en niet-PTSD-cellen op stress reageerden informatief kunnen zijn bij het voorspellen welke personen een hoger risico lopen op PTSD.

De onderzoekers zijn van plan hun geïnduceerde pluripotente stamcelmodellen te blijven gebruiken om de genetische risicofactoren die door deze studie zijn vastgesteld verder te onderzoeken en om te bestuderen hoe PTSD andere soorten hersencellen beïnvloedt, waardoor de mogelijkheden voor therapeutische ontdekking worden vergroot.

„Het bijzondere aan dit onderzoek is dat het alleen door deze groep had kunnen worden gedaan,“ zei Brennand. „Er waren enkele van de beste clinici in deze ruimte bij betrokken, ongelooflijke stamcelbiologen en verbazingwekkende psychiatrische genetici. Elke groep heeft unieke expertise en niets van dit alles had door één team alleen kunnen worden bereikt.

„Deze studie is een echt bewijs van de kracht van teamwetenschap,“ zei Paull. „Als onderzoekers onze krachten bundelen, kunnen we grotere vragen stellen, grotere ontdekkingen doen en hopelijk een groter verschil maken voor patiënten.“

Dit werk werd ondersteund door een subsidie ​​aan de Icahn School of Medicine op de berg Sinaï van het US Army Medical Research Department of Defense.

Kommentar verfassen

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert