«Το εύρημα αυτό μπορεί να οδηγήσει όχι μόνο σε νέες προσεγγίσεις για την κατάθλιψη, αλλά και για άλλες ψυχικές διαταραχές»
Η χρόνια έκθεση στο στρες μπορεί να αλλάξει τη δομή και τη λειτουργία του εγκεφάλου, οδηγώντας σε μια σειρά από ψυχικές διαταραχές. Τώρα, επιστήμονες θεωρούν ότι μια μικρή διαδικασία προσθήκης σακχάρου στα κύτταρα μπορεί να λειτουργεί ως «διακόπτης» για την κατάθλιψη – ανοίγοντας νέους δρόμους στην κατανόηση και τη θεραπεία των διαταραχών της διάθεσης.
Ερευνητές από το Ινστιτούτο Βασικής Επιστήμης (IBS) της Νότιας Κορέας διαπίστωσαν ότι η παρατεταμένη πίεση μεταβάλλει τον τρόπο με τον οποίο οι πρωτεΐνες στον μέσο προμετωπιαίο φλοιό (mPFC) «διακοσμούνται» με σιαλικό οξύ – ένα μόριο ζάχαρης που καθορίζει τις επιφανειακές ιδιότητες των νευρώνων. Οι αλυσίδες αυτών των σακχάρων, γνωστές ως γλυκάνες, προσκολλώνται στις πρωτεΐνες μετά τη σύνθεσή τους, σε μια διαδικασία που ονομάζεται γλυκοζυλίωση. Η γλυκοζυλίωση έχει μελετηθεί κυρίως στο πλαίσιο του καρκίνου και, πιο πρόσφατα, των νευροεκφυλιστικών νοσημάτων.
Ένα συγκεκριμένο είδος αυτής της διαδικασίας, η O-γλυκοζυλίωση, αφορά την προσθήκη σακχάρων στα άτομα οξυγόνου ορισμένων αμινοξέων των πρωτεϊνών. Αυτή η «επικάλυψη ζάχαρης» βοηθά στη ρύθμιση των συνδέσεων και της επικοινωνίας ανάμεσα στους νευρώνες. Αν και μέχρι πρόσφατα είχε παραμεληθεί στην έρευνα της ψυχικής υγείας, οι επιστήμονες ανακαλύπτουν πλέον ότι το χρόνιο στρες μπορεί να διαταράξει αυτά τα σχήματα σακχάρων, αλλοιώνοντας τη «φυσιολογική» επικοινωνία των εγκεφαλικών κυττάρων.
Στη μελέτη, οι ερευνητές εντόπισαν ότι ένα μόνο ένζυμο –το St3gal1– εκτελεί το τελικό βήμα αυτής της διαδικασίας, προσθέτοντας το τελευταίο «καπάκι» σακχάρου. Αυτή η μικρή αλλά κρίσιμη φάση φαίνεται να καθορίζει πόσο διαρκούν οι πρωτεΐνες και πώς αλληλεπιδρούν στις συνάψεις. Όταν η λειτουργία του ενζύμου διαταράσσεται, εμφανίζονται συμπεριφορές που μοιάζουν με καταθλιπτικά συμπτώματα.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν φασματομετρία μαζών υψηλής ανάλυσης για να χαρτογραφήσουν τα μοτίβα O-γλυκοζυλίωσης σε εννέα περιοχές του εγκεφάλου υγιών ποντικών. Κάθε περιοχή εμφάνιζε ένα διαφορετικό «αποτύπωμα» σακχάρων, που αντανακλούσε τη μοναδική της κυτταρική δομή. Όταν συνέκριναν τα αποτελέσματα με αυτά ποντικών που είχαν εκτεθεί σε χρόνιο στρες, εντόπισαν σημαντικές αλλαγές στον προμετωπιαίο φλοιό – περιοχή που συνδέεται στενά με τη ρύθμιση της διάθεσης. Εκεί, το στρες προκάλεσε αισθητή μείωση στο τελικό στάδιο O-γλυκοζυλίωσης, συνοδευόμενη από πτώση των επιπέδων του ενζύμου St3gal1.
Η απενεργοποίηση του St3gal1 σε υγιή ποντίκια προκάλεσε συμπτώματα κατάθλιψης, όπως απώλεια κινήτρου και αυξημένο άγχος. Αντίθετα, η ενίσχυση της παραγωγής του ενζύμου σε ποντίκια που είχαν υποστεί στρες οδήγησε σε βελτίωση της συμπεριφοράς τους. Το εύρημα αυτό δείχνει ότι το ένζυμο παίζει καθοριστικό ρόλο στον τρόπο με τον οποίο το στρες προκαλεί καταθλιπτικές αλλαγές στον εγκέφαλο.
Η ερευνητική ομάδα διαπίστωσε επίσης ότι το St3gal1 διατηρεί τις «ετικέτες ζάχαρης» πάνω στην νευρεξίνη-2, μια πρωτεΐνη που διευκολύνει την επικοινωνία μεταξύ νευρώνων. Στα στρεσαρισμένα ποντίκια, αυτές οι ετικέτες εξαφανίζονταν – όπως και η φυσιολογική νευρωνική σηματοδότηση. Όταν όμως επανήλθε η δράση του St3gal1, οι συνδέσεις αποκαταστάθηκαν.
«Η μελέτη μας δείχνει ότι η ανώμαλη γλυκοζυλίωση στον εγκέφαλο συνδέεται άμεσα με την εμφάνιση της κατάθλιψης», εξήγησε η ερευνήτρια Boyoung Lee. «Ανοίγει έτσι τον δρόμο για νέους βιοδείκτες και θεραπευτικούς στόχους πέρα από τους νευροδιαβιβαστές».
Αν και τα ευρήματα προέρχονται μόνο από μελέτες σε αρσενικά ποντίκια – και ο ανθρώπινος εγκέφαλος είναι πολύ πιο περίπλοκος – προσφέρουν μια νέα οπτική στη μελέτη της κατάθλιψης. Τα περισσότερα αντικαταθλιπτικά σήμερα δρουν πάνω στη σεροτονίνη, αυξάνοντας τα επίπεδά της ή τροποποιώντας τη δράση της. Ωστόσο, όλο και περισσότερα δεδομένα δείχνουν ότι η κατάθλιψη δεν οφείλεται απλώς σε «έλλειψη σεροτονίνης».
«Η κατάθλιψη αποτελεί τεράστιο κοινωνικό βάρος και οι υπάρχουσες θεραπείες παραμένουν περιορισμένες», ανέφερε ο C. Justin Lee, διευθυντής του IBS. «Το εύρημα αυτό μπορεί να οδηγήσει όχι μόνο σε νέες προσεγγίσεις για την κατάθλιψη, αλλά και για άλλες ψυχικές διαταραχές, όπως το μετατραυματικό στρες ή η σχιζοφρένεια».
Ενδιαφέρον έχει ότι τα θηλυκά ποντίκια, αν και παρουσίασαν αλλαγές στη συμπεριφορά υπό χρόνιο στρες, δεν εμφάνισαν μείωση στα επίπεδα του St3gal1. Αυτό δείχνει πως τα δύο φύλα ενδέχεται να χρησιμοποιούν διαφορετικούς μοριακούς μηχανισμούς για να αντιμετωπίσουν τις δυσκολίες – στοιχείο που ανοίγει έναν ακόμη δρόμο έρευνας για τους επιστήμονες.
Η μελέτη δημοσιεύτηκε στην επιστημονική επιθεώρηση Science Advances.
Πηγή: Institute for Basic Science (IBS)
