Открит е новооткрит мозъчен механизъм, свързан с тревожност и обсесивно-компулсивно разстройство

Здравните учени от Университета на Юта са открили ключова роля на микроглията, подтип мозъчни клетки, в контролирането на поведението на тревожност и обсесивно-компулсивно разстройство (OCSD). Чрез стимулиране на специфични популации от микроглия, изследователите могат да активират или инхибират тези поведения при мишки. Това ново прозрение предизвиква убеждението, че невроните са единствените контролери на поведението и предлага обещаващ път за терапии за лечение на тревожност.

Пандемията и последиците от нея повишиха безпокойството до нови нива. Но корените на състоянията, свързани с тревожност, включително обсесивно-компулсивно разстройство (OCSD), остават неясни. В ново проучване здравните учени от Университета на Юта разкриха прозрения за значението на вторичния клетъчен тип в мозъка – микроглия – за контролиране на поведението, свързано с тревожност, при лабораторни мишки. Традиционно се смяташе, че невроните – доминиращият тип мозъчни клетки – контролират поведението.

Изследователите показаха, че подобно на бутоните на контролера за игри, определени групи микроглия активират поведението на тревожност и OCSD, докато други ги възпрепятстват. Освен това микроглиите комуникират с невроните, за да предизвикат поведение. Резултатите са публикувани в списанието Молекулярна психиатрияВ крайна сметка това може да доведе до нови подходи към целеви терапии.

Здравни учени от Университета на Юта са открили прозрения за значението на вторичния клетъчен тип в мозъка – микроглия – за контролиране на поведението, свързано с тревожност. Констатациите могат да доведат до нови подходи за целеви терапии. Кредит: Чарли Елърт, Здравен университет на Юта

„Малко безпокойство е добро нещо“, казва носителят на Нобелова награда Марио Капечи, доктор по философия, изтъкнат професор по човешка генетика в Медицинския факултет на Спенсър Фокс Екълс към Университета на Юта и старши автор на изследването. „Безпокойството ни стимулира, мотивира ни, дава ни онзи допълнителен тласък, който казва: „Аз мога“. Но голяма доза безпокойство ни завладява. Парализираме се психически, сърцето бие по-бързо, потим се и объркването се настанява в умовете ни. ”

„Тази работа е уникална и оспорва настоящата догма за ролята на функцията на микроглията в мозъка.“

Новооткритите механизми могат да бъдат важни за поддържане на поведение в рамките на здравословния диапазон при нормални обстоятелства. При патологични състояния, казва Капечи, механизмите могат да управляват поведение, което става инвалидизиращо.

„Тази работа е уникална и оспорва настоящата догма за ролята на функцията на микроглията в мозъка“, казва Навийн Нагаджаран, д-р, генетик и невролог в U of U Health и водещ автор на изследването.

Лечение на микроглия

Мишките с поведение, подобно на OCSD, не могат да устоят на грижата сами. Те облизват телата си толкова много, че козината им се отлепва и получават мехури. Преди това екипът на Capecchi откри, че мутация в ген, наречен Hoxb8, кара мишките да показват признаци на хронично безпокойство и да се обуславят прекомерно. Неочаквано те установиха, че източникът на тези поведения е вид имунна клетка, наречена микроглия. Представлявайки само 10% от клетките в мозъка, микроглиите се смятат за мозъчните „събирачи на боклук“, които са изчистили умиращите неврони – най-често срещаните мозъчни клетки – и протеини с необичайна форма. Техните открития също бяха сред първите, които разкриха, че Hoxb8 микроглиите са важни за контролиране на поведението чрез комуникация със специфични невронни вериги.

Изтъкнатият професор Марио Капечи, д-р. и Навийн Нагагаран, доктор, Университет на Юта. Кредит: Чарли Елърт, Здравен университет на Юта

Но как микроглиите изпълняват тези задачи остава загадка. За да научи повече, Нагаджаран се обърна към оптогенетиката, техника, която комбинира лазерна светлина с генно инженерство. Като играете на видео игра, използвайте лазер, за да стимулирате специфични групи микроглия в мозъка.

За изненада на изследователите, те могат да предизвикат поведение, свързано с тревожност, като завъртят превключвател. Когато използваха лазер за стимулиране на субпопулация, микроглия Hoxb8, мишките станаха по-неспокойни. Когато лазерът възбуди Hoxb8 микроглия в други части на мозъка, мишките се подготвиха. Насочването към Hoxb8 микроглия другаде имаше многобройни ефекти: мишките увеличиха тревожността, подготвиха се и след това замръзнаха, индикатор за страх. Всеки път, когато учените изключат лазерите, поведението спира.

„Това беше голяма изненада за нас“, казва Нагараджан. „Традиционно се смята, че само невроните могат да генерират поведение. Настоящите открития подчертават втория начин, по който мозъкът генерира поведение, използвайки микроглия.“ Наистина, стимулирането на микроглията с лазера кара невроните до тях да се задействат по-енергично, което предполага, че двата вида клетки комуникират помежду си, за да предизвикат различно поведение.

Изтъкнатият професор Марио Капечи, д-р. и Навийн Нагагаран, доктор, Университет на Юта. Кредит: Чарли Елърт, Здравен университет на Юта

Допълнителни експерименти разкриха друг слой на контрол от група микроглия, които не експресират Hoxb8. Едновременното стимулиране на „не-Hoxb8“ и Hoxb8 микроглия предотвратява появата на тревожност и подобно на OCSD поведение. Тези резултати показват, че двете популации от микроглия действат като спирачки и ускорители. Те се балансират взаимно при нормални условия и създават патология, когато сигналите са извън равновесие.

Изследването показва, че местоположението и типът на микроглията са две характеристики, които изглеждат важни за регулирането на тревожността и поведението на OCSD. Оттам микроглията комуникира със специфични неврони и невронни вериги, които в крайна сметка контролират поведението, казва Капечи. „Искаме да научим повече за двупосочните връзки между невроните и микроглиите“, казва той. „Искаме да знаем какво е отговорно за това. Идентифицирането на тези взаимодействия при мишки може да доведе до терапевтични цели за контролиране на прекомерната тревожност при пациентите.

Справка: „Оптогенетичната стимулация на Hoxb8 на мишка в специфични области на мозъка причинява безпокойство, грижа или и двете“ От Naveen Nagarajan и Mario R Capechi, 10 април 2023 г., достъпно тук. Молекулярна психиатрия.
DOI: 10.1038/s41380-023-02019-w