Međunarodni konzorcij naučnika objavio je 12. novembra atlas ćelija bazalnih ganglija, skupine struktura duboko u mozgu koje upravljaju pokretima, navikama, motivacijom i nagradom. Allen Institute, jedna od vodećih institucija u projektu, opisuje ga kao najdetaljniji dosad. Američki Nacionalni instituti za zdravlje (NIH), koji su rad finansirali kroz program BRAIN Initiative, ovaj dio mozga u svom saopćenju nazivaju „čuvarom ponašanja“.
Rezultati su objavljeni kao paket više od 25 naučnih radova u časopisima izdavača Cell Press, među kojima su Cell i Neuron. Izvori navode različit broj radova: Allen Institute 26, NIH 27, a Univerzitet Maryland 28. Na projektu je radilo stotine naučnika iz više od 50 institucija u devet zemalja.
Šta su naučnici mapirali
Prema saopćenju Allen Institutea, analizirano je oko 25,5 miliona ćelija. Od toga je 21 milion ljudskih, iz moždanog tkiva donora nakon smrti, tri miliona iz dvije vrste makaki majmuna i 1,5 miliona iz marmozeta, malih južnoameričkih majmuna. Dio radova uključuje i miševe. Za svaku ćeliju naučnici su bilježili koje gene koristi i gdje se tačno nalazi, pa su ćelije svrstali u tipove i povezali ih s njihovim mjestom u mozgu.
Bazalne ganglije su ključne za razumijevanje mnogih bolesti. Parkinsonova bolest nastaje kada propadaju neuroni koji ovom dijelu mozga šalju dopamin, a Huntingtonova bolest oštećuje upravo ćelije strijatuma, najvećeg dijela bazalnih ganglija. Evan Macosko s Harvarda i Broad Institutea nazvao je ovo područje „glavnom stanicom“ za bolesti mozga. „Bolesti su uvijek vezane za određene tipove ćelija“, rekla je Hongkui Zeng, direktorica za nauku o mozgu u Allen Institutu. John Ngai, direktor programa BRAIN Initiative, nazvao je projekat „dokazom snage timskog rada“.
Atlas je već donio prve konkretne nalaze:
- Allen Institute opisao je dosad nepoznat tip neurona u strijatumu koji nosi receptor za serotonin HTR7. Prema autorima, povezan je s povećanim genetskim rizikom za šizofreniju i bipolarni poremećaj.
- Tim s Univerziteta Kalifornije u San Franciscu koristio je atlas za analizu tkiva osoba s autizmom i pronašao promjene u određenim grupama ćelija strijatuma. NIH te promjene opisuje kao „potencijalno ključne“ i navodi da bi ih standardne metode vjerovatno propustile.
- Istraživači Broad Institutea otkrili su promjene u aktivnosti gena koje prate starenje. Starost osobe mogla se procijeniti iz obrazaca aktivnosti gena u više tipova ćelija.
- U jednoj studiji na miševima s modelom Parkinsonove bolesti naučnici su genetskim alatom pojačali proizvodnju preteče dopamina u ćelijama strijatuma. Prema NIH-u, simptomi su se ublažili, a uobičajene nuspojave bile su blaže.
Šta ovo ne znači
Atlas nije lijek ni test. To je referentna mapa koja drugim naučnicima pomaže da preciznije traže uzroke bolesti. Rezultati o autizmu za sada su nalazi jedne grupe koje tek treba potvrditi. Eksperiment s Parkinsonom urađen je na miševima, a takvi rezultati ne govore ništa o sigurnosti i djelotvornosti kod ljudi. Za Huntingtonovu bolest NIH ne navodi konkretan eksperiment, nego samo da atlas „otvara put“ ciljanim terapijama.
Nije ni riječ o prvom atlasu ćelija ovog dijela mozga. Isti program BRAIN Initiative 2023. godine je predstavio mapu cijelog mišjeg mozga s oko 32 miliona ćelija i više od 5.300 tipova, a ona je obuhvatala i bazalne ganglije. Novo je to što ovaj atlas detaljno pokriva ljudski mozak i uporedo ga poredi s mozgom drugih vrsta. Tako se može provjeriti koliko su nalazi iz životinjskih modela, na kojima se testira većina lijekova, primjenjivi na ljude.
Podaci će biti javno dostupni. Allen Institute navodi da će biti objavljeni na portalu konzorcija BICAN. Univerzitet Maryland, čiji arhiv NeMO čuva te podatke, kaže da arhiv sada sadrži podatke o više od 50 miliona moždanih ćelija. Andrea Beckel-Mitchener, vršiteljica dužnosti direktora američkog Nacionalnog instituta za mentalno zdravlje (NIMH), ocijenila je da je računarska infrastruktura koju su naučnici izgradili jednako važna kao i sami nalazi. „Ova molekularna klasifikacija radi u različitim vrstama podataka i laboratorijama“, rekao je Ed Lein iz Allen Institutea.
