Un nuevo estudio proporciona un primer vistazo a la expresión génica en el cerebro de personas con trastorno bipolar

Los hallazgos, publicados hoy en Neurociencia de la naturaleza, representan la primera vez que los investigadores han podido aplicar la disciplina y las herramientas de la investigación genética a muestras cerebrales de cientos de pacientes con trastorno bipolar (BD), un síndrome conductual crónico, a menudo debilitante y casi siempre incurable. Los hallazgos sugieren que el trastorno bipolar puede deberse a cambios químicos y estructurales en las células cerebrales que afectan la forma en que se comunican entre sí.

«Esta es la primera inmersión profunda en la biología molecular del cerebro en personas que murieron con trastorno bipolar, estudiando genes reales, no muestras de orina, sangre o piel», dijo el Dr. Thomas Hyde del Instituto Lieber y coautor de el papel. «Si podemos descubrir los mecanismos detrás de BD, si podemos descubrir qué está mal en el cerebro, entonces podemos comenzar a desarrollar nuevos tratamientos dirigidos a lo que durante mucho tiempo ha sido una condición misteriosa».

El trastorno bipolar es una enfermedad mental grave caracterizada por cambios de humor extremos, con episodios de manía que alternan con episodios de depresión. Por lo general, surge en personas de entre 20 y 30 años y permanece con ellos de por vida. Afecta aproximadamente al 2,8 % de la población estadounidense adulta, o alrededor de 7 millones de personas, a un costo terrible, y los pacientes enfrentan tasas más altas de suicidio, peor calidad de vida y menor productividad que la población general. Algunas estimaciones sitúan el costo anual de la enfermedad bipolar en los EE. UU. en $ 219,1 mil millones, o $ 88,443 por persona por año. El tratamiento generalmente implica psicoterapia y medicación y, a veces, tratamiento electroconvulsivo. Si bien los medicamentos pueden ser útiles para tratar el trastorno bipolar, muchos pacientes encuentran que tienen efectos secundarios molestos y, para algunos pacientes, los medicamentos no funcionan en absoluto. Para desarrollar formas más efectivas de tratar esta enfermedad, es importante comprender la biología detrás de ella.

Debido a que el cerebro es un órgano complejo con muchas regiones anatómicas y funcionales distintas, y patrones variables de expresión génica, los científicos redujeron su estudio a dos regiones clave del sistema límbico, que desempeña un papel vital en la regulación del comportamiento, la emoción y la memoria. Las regiones fueron la amígdala y la corteza cingulada anterior subgenual (sACC), cuya evidencia sugiere fuertemente que subyacen a la regulación del estado de ánimo y la fisiopatología del trastorno bipolar.

Utilizando técnicas de laboratorio avanzadas, los investigadores midieron los niveles de ARN mensajero, un índice de genes que se activan y expresan, en muestras de cerebro del mayor grupo de pacientes y controles normales jamás reunidos para el estudio del trastorno bipolar (511 muestras de cerebro de 295 donantes individuales ).

La abundancia de tejido de muestra permitió a los investigadores observar genes expresados ​​diferencialmente considerablemente más significativos que los que se habían detectado en estudios anteriores. De hecho, observaron casi ocho veces más características genéticas expresadas diferencialmente en el sACC en comparación con la amígdala, lo que sugiere que el sACC puede desempeñar un papel especialmente destacado, tanto en la regulación del estado de ánimo en general como en el BD en particular.

Los investigadores compararon los genes de los cerebros de control con los de las personas con trastorno bipolar y encontraron anomalías en dos familias de genes: una que contenía genes relacionados con la sinapsis y la segunda relacionada con la función inmunitaria e inflamatoria. La sinapsis es el sitio donde las células nerviosas se comunican entre sí, mientras que los genes inmunitarios e inflamatorios también están involucrados en la función de la sinapsis en el cerebro. En conjunto, estos hallazgos sugieren que el trastorno bipolar es causado por cambios químicos y estructurales en la sinapsis, lo que afecta la comunicación entre las células cerebrales. Esta falta de comunicación se manifiesta como cambios severos en el estado de ánimo entre la depresión y la manía.

Los autores del artículo destacaron la importancia de resolver los misterios del trastorno bipolar a través de avances como estos realizados a través de la investigación básica.

«Esta es una hoja de ruta, no un mapa del tesoro», dijo Daniel R. Weinberger, MD, director ejecutivo y director del Instituto Lieber y coautor del estudio. «Tenemos una comprensión mucho mejor de dónde mirar a medida que profundizamos para hacer nuevos descubrimientos y desarrollar nuevos tratamientos».

«Finalmente hay un estudio que usa tecnología moderna y nuestra comprensión actual de la genética para descubrir cómo está el cerebro», agregó el Dr. Hyde. «Sabemos que el BD tiende a ser hereditario, y hay pruebas sólidas de que hay anomalías genéticas heredadas que ponen a una persona en riesgo de sufrir un trastorno bipolar. A diferencia de enfermedades como la anemia de células falciformes, el trastorno bipolar no es el resultado de un solo trastorno genético. anomalía. Más bien, la mayoría de los pacientes han heredado un grupo de variantes distribuidas a través de una serie de genes».

El Dr. Hyde señaló que un importante estudio clínico realizado por los Institutos Nacionales de la Salud, conocido como el Consorcio de Genética Psiquiátrica, en el que participaron decenas de miles de personas con trastorno bipolar, así como sujetos de control normales, identificó 31 variaciones en el genoma que aumentan el riesgo de enfermedad El estudio actual del Instituto Lieber continúa ese progreso a nivel genético en cientos de cerebros.

«Al observar el ARN mensajero en los cerebros de las personas que tenían trastorno bipolar, pudimos identificar varios genes que tienen alteraciones en la cantidad de ARN mensajero que producen», dijo el Dr. Hyde. «Al identificar estos genes individuales, podemos comenzar a definir los cambios moleculares que causan estados de ánimo severamente erráticos. En el futuro, estos hallazgos prometen nuevos tratamientos dirigidos a la composición química anormal en los cerebros de las personas que sufren de trastorno bipolar».

«El trastorno bipolar, también conocido como trastorno maníaco-depresivo, es una condición paradójica y altamente dañina», dijo el Dr. Weinberger. «Puede hacer que las personas sean muy productivas para que puedan liderar países y empresas, pero también puede arrojarlas a la picadora de carne de la disfunción y la depresión. Los pacientes con TB pueden vivir con dos horas de sueño por noche, salvando al mundo con su abundancia de energía, y luego se vuelven tan autodestructivos que gastan la fortuna de su familia en una semana y pierden a todos los amigos a medida que descienden en espiral El trastorno bipolar también tiene algunos vínculos genéticos compartidos con otros trastornos psiquiátricos, como la esquizofrenia, y está implicado en el uso excesivo de drogas y alcohol.»

El Dr. Weinberger agregó que «debido a que la sociedad valora la productividad maníaca, el BD a menudo no se ve como la terrible enfermedad que es. Pero puede ser una aflicción trágica».

Proporcionado por el Instituto Lieber para el Desarrollo del Cerebro