MIT a cartografiat 31 de tipuri de neuroni din striat, regiunea creierului lovită de Huntington, schizofrenie și adicție. Și a găsit de ce partea de sus a striatului cedează prima

📄 Articolul original, tradus integral

„Atlas of the brain’s striatum could guide researchers to new drug treatments” — MIT News · Anne Trafton, MIT News · 1 septembrie 2026. Subtitlul original: „Un studiu nou dezvăluie informații despre populațiile de neuroni afectate de boala Huntington, schizofrenie, adicție și alte tulburări.” Originalul, în engleză →

O regiune a creierului numită striat e esențială pentru multe funcții cognitive și motorii, printre care luarea deciziilor, controlul mișcării, formarea obiceiurilor și procesarea recompensei. Ea joacă un rol și în adicție și e afectată semnificativ de boala Huntington, de schizofrenie și de alte tulburări.

Într-o lucrare care i-ar putea ajuta pe oamenii de știință să conceapă tratamente noi pentru aceste boli, cercetători de la MIT au generat un nou atlas al neuronilor din striat. Folosind secvențierea ARN pe celule individuale și alte tehnici, au reușit să identifice 31 de subgrupuri de neuroni, pe baza genelor pe care le exprimă.

Aceste grupuri includ neuroni implicați în adicție, depresie și schizofrenie. Cercetătorii au descoperit și de ce unii neuroni ai striatului sunt mai vulnerabili la boala Huntington. Toate aceste rezultate, spun ei, i-ar putea ajuta pe oamenii de știință să dezvolte medicamente noi împotriva acestor afecțiuni.

„Vedem asta ca fundația care va permite mai multe studii în proiectele noastre despre boala Huntington și despre tulburarea consumului de opioide. Aveam nevoie de o hartă a ceea ce e acolo”, spune Myriam Heiman, profesoară Picower de neuroștiințe și directoarea Institutului Picower pentru Învățare și Memorie al MIT.

Heiman; Manolis Kellis, profesor de informatică în Laboratorul de Informatică și Inteligență Artificială (CSAIL) al MIT și membru al Broad Institute al MIT și Harvard; și Dana Gabuzda, cercetătoare principală la Dana-Farber Cancer Institute și profesoară de neurologie la Brigham and Women’s Hospital și la Harvard Medical School, sunt autorii seniori ai studiului, care apare astăzi în Cell. Cercetătorul postdoctoral Raleigh Linville și doctorandul Benjamin James, ambii de la MIT, sunt autorii principali ai lucrării.

Striatul, aflat adânc în creier, primește semnale diverse de la cortex, mezencefal, hipocamp și alte regiuni, pe care le folosește ca să coordoneze planificarea, mișcarea și luarea deciziilor, precum și procesarea recompensei. În acest studiu, cercetătorii s-au concentrat pe tipul de celule cel mai numeros din striat, un neuron inhibitor numit neuron spinos mediu, care răspunde la dopamină.

Majoritatea acestor neuroni spinoși medii aparțin fie căii directe, care ajută la promovarea mișcării, fie căii indirecte, care suprimă mișcările nedorite. Căile se disting după tipul de receptor de dopamină pe care îl exprimă: receptorul de dopamină 1 (D1) sau receptorul de dopamină 2 (D2).

Dincolo de aceste două diviziuni, oamenii de știință știau că există multe subpopulații cu roluri diferite, mai ales în regiunile anatomic ventrale (inferioare) ale striatului. A fost însă greu să se ajungă la un consens asupra clasificării acestor celule, în parte fiindcă studiile anterioare se concentrau pe subregiuni specifice, așa că lipseau principiile generale ale organizării celulare a striatului.

Ca să depășească această dificultate, cercetătorii au lucrat îndeaproape cu bănci de creier din Statele Unite și Canada pentru a colecta probe post-mortem de striat, reprezentând regiuni anatomice diverse.

Apoi au folosit trei tehnici diferite ca să analizeze probele, printre care secvențierea ARN pe celule individuale, o metodă care poate măsura moleculele de ARN din interiorul fiecărei celule, dezvăluind ce gene sunt exprimate. Două tehnici suplimentare, hibridizarea fluorescentă multiplexată in situ și transcriptomica spațială, le-au permis cercetătorilor să identifice principiile spațiale de organizare din interiorul țesutului.

Cu aceste tehnici, cercetătorii au reușit să identifice 31 de subpopulații diferite de neuroni, inclusiv nouă tipuri de neuroni spinoși medii. Printre tipurile lor de neuroni spinoși medii se numără două populații „atipice”, care par să joace roluri importante în schizofrenie, în tulburarea consumului de substanțe și în depresie.

Una dintre aceste populații, cunoscută drept D1-outlier, a arătat o expresie ridicată a genelor implicate în adicție și în tulburarea consumului de substanțe, mai ales a genelor legate de răspunsul la opioide. O altă populație, numită D2-outlier, a arătat o expresie ridicată a genelor care răspund la antidepresive. Și ambele populații au părut să răspundă puternic la clozapină, un antipsihotic folosit în tratamentul schizofreniei.

Clozapina e printre cele mai eficiente antipsihotice disponibile, dar nu e folosită pe scară largă în Statele Unite, fiindcă poate provoca o boală de sânge fatală la un procent mic de pacienți. Acum că cercetătorii știu pe ce celule acționează medicamentul, ar putea reuși să proiecteze terapii mai țintite pentru a depăși psihoza, dar fără efectele secundare dăunătoare, spune Heiman.

O altă descoperire-cheie a lucrării ajută la lămurirea motivului pentru care partea dorsală (superioară) a striatului e mai vulnerabilă la boala Huntington. Boala e provocată de o versiune moștenită a genei huntingtinei, care poartă prea multe segmente repetitive de ADN, numite repetiții CAG.

Cercetătorii au constatat că populațiile dorsale de neuroni spinoși medii exprimă niveluri mai ridicate ale genelor MSH2 și MSH3, care joacă un rol în creșterea numărului de repetiții CAG din gena huntingtinei. Pe măsură ce se acumulează mai multe repetiții, versiunea mutantă a proteinei huntingtină devine mai dăunătoare pentru celule.

Cercetătorii au descoperit și că o populație rară de neuroni spinoși medii, care formează structuri asemănătoare unor insule în striatul ventral, a fost mai rezistentă la acumularea repetițiilor CAG. Studierea mai atentă a acestei clase de celule i-ar putea ajuta pe cercetători să învețe cum să-i facă și pe alți neuroni spinoși medii mai rezistenți la boală, spune Heiman.

„Dacă ne uităm la genele pe care acești neuroni le exprimă sau nu le exprimă, am putea primi indicii despre cum să-i facem și pe alți neuroni spinoși medii la fel de rezilienți”, spune ea.

Cercetătorii au comparat și rezultatele obținute din probe de țesut uman cu probe de la șoareci și au găsit mai multe diferențe, mai ales în expresia genelor legate de răspunsul la medicamente și de tulburările consumului de substanțe. Una dintre aceste gene, care codifică receptorul mu opioid (OPRM1), e intens exprimată în populația umană D1-outlier, dar nu și în populația corespunzătoare de neuroni de la șoareci.

Asta înseamnă că modelele standard pe șoareci s-ar putea să nu surprindă pe deplin biologia răspunsului la opioide și că modificarea genetică a șoarecilor ca să exprime acest receptor într-un mod asemănător cu oamenii ar putea face acele modele semnificativ mai precise.

„O parte din diversitatea pe care o vedem în striatul ventral uman e specifică speciei și are implicații pentru modelarea tulburării consumului de substanțe la rozătoare”, spune Heiman. „Acum că înțelegem mai bine diferențele dintre specii, putem folosi modelele pe rozătoare pentru întrebări specifice, valabile pentru genele conservate, dar ne-am putea gândi și să umanizăm unele modele.”

Cercetătorii speră că această hartă, construită din țesut donat de donatori de creier și de familiile lor și asamblată peste discipline și instituții, va oferi un punct de plecare important pentru cercetătorii care caută tratamente noi pentru unele dintre cele mai greu de tratat tulburări ale creierului.

Cercetarea a fost finanțată, în parte, de National Institutes of Health, G. Harold and Leila Y. Mathers Charitable Foundation, Freedom Together Foundation, Natalia Mental Health Foundation, Biswas Family Foundation și Milken Institute.

Reprinted with permission of MIT News (http://news.mit.edu/). Traducerea în limba română aparține redacției Fără Baliverne.