Międzynarodowy zespół naukowców z udziałem polskich badaczy z instytutów PAN oraz Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku odkrył w mózgu gen odpowiedzialny za kontrolę lęku. Wyniki opublikowano w czasopiśmie „Nature Communications”.
W badaniach prowadzonych pod kierunkiem prof. Roberta Pawlaka ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Exeter obok angielskich uczonych uczestniczyli także naukowcy z Instytutu Farmakologii im. Jerzego Maja PAN, Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN oraz Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku. Wykazali oni, że modyfikacja jednego z genów osłabia lęk. Badacze opisali także molekularny mechanizm tego zjawiska.
Wydarzenia traumatyczne czy silny stres często prowadzą do zespołu stresu pourazowego i panicznego lęku. Zaburzenia lękowe występują u wielu ludzi, utrudniając im funkcjonowanie w społeczeństwie, a skuteczność istniejących terapii jest niezadowalająca. Wynika to między innymi ze słabego poznania i zrozumienia biochemicznych, genetycznych, a także morfologicznych zmian w mózgu, towarzyszących lękowi, atakom paniki i zespołowi stresu pourazowego – wyjaśnia współautor odkrycia prof. dr hab. Ryszard Przewłocki z Instytutu Farmakologii im. J. Maja PAN.
W badaniach wzięli udział także m.in. Łucja Kudła z Instytutu Farmakologii PAN, prof. Violetta Dymicka-Piekarska z Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku, dr Agata Klejman z Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN. Celem prac było poznanie zmian zachodzących w molekularnych mechanizmach leżących u podstaw lęku. Zachodzą one głównie w strukturze zwanej ciałem migdałowatym w układzie limbicznym, który odpowiada za reakcje emocjonalne. Badania skoncentrowano na grupie cząsteczek, krótkich jednoniciowych RNA, tzw. miRNA (mikroRNA), które regulują ekspresję innych genów i kodowanych przez nie białek.
Badania doprowadziły to ustalenia, że silny stres i związany z nim lęk, wywołuje w ciele migdałowatym myszy wzrost ekspresji kilku miRNA, a jeden z nich – miR-483-5p – wykazywał najsilniejszą ekspresję i dlatego został wybrany do kolejnych badań. Eksperymentalne nasilenie ekspresji miR-483-5p w ciele migdałowatym myszy skutkowało spadkiem zachowań związanych z lękiem, czemu towarzyszył wzrost gęstości i liczby dojrzałych form kolców dendrytycznych. Podobnie w hodowanych komórkach nerwowych udowodniono, że wywołany wzrost ekspresji miR–483-5p nasila tworzenie się dojrzałych kolców dendrytycznych.
Następnym etapem badań była identyfikacja genów regulowanych przez miR-483-5p w ciele migdałowatym myszy, która doprowadziła do ustalenia, że gen Pgap2 jest jego głównym celem. Wywołanemu stresem wzrostowi ekspresji miR-483-5p towarzyszył spadek ekspresji Pgap2, a myszy z eksperymentalnie osłabioną ekspresją genu Pgap2 w jądrze migdałowatym, wykazywały zmniejszony poziom zachowań lękowych po stresie. Badania te wykazały, że przeciwlękowe działanie miR-483-5p jest rezultatem zahamowania ekspresji genu Pgap2.
Podsumowując, miR-483-5p hamuje ekspresję Pgap2 i tym samym zmniejsza poziom lęku oraz zapobiega rozwojowi zachowań podobnych do lęku w następstwie doświadczanego stresu. Wyniki wskazują na ważną rolę, jaką pełnią niekodujące miRNA w procesach związanych z adaptacją obwodów neuronalnych mózgu do bodźców stresowych. Nasze badania doprowadziły do odkrycia nowego szlaku molekularnego miR-483-5p/Pgap2, w którym miR-483-5p, pełniąc rolę molekularnego inhibitora Pgap2, hamuje lęk wywołany stresem – raportuje prof. Przewłocki.
Rezultaty prac międzynarodowego zespołu angielskich i polskich naukowców wskazały nowe molekularne cele kontroli zachowań lękowych. Odkrycie to jest niezwykle istotne ze względu na możliwość opracowania nowych, skutecznych terapii stanów lękowych, które są poważnym problemem społecznym, a przede wszystkim – medycznym.
Wyniki badań, finansowanych m.in. przez Narodowe Centrum Nauki, ukazały się w czasopiśmie Nature Communications.
MK, źródło: IF PAN