Lo studio rivela come la genetica influisce sulla suscettibilità allo sviluppo di disturbo da stress post-traumatico in seguito all’esposizione a traumi

Secondo uno studio condotto da scienziati di diversi istituti di ricerca, tra cui Yale, i neuroni derivati ​​dalle cellule staminali dei veterani di combattimento con e senza disturbo da stress post-traumatico (PTSD) forniscono informazioni su come la genetica può rendere qualcuno più suscettibile allo sviluppo di traumi da disturbo da stress post-traumatico in seguito all’esposizione. Scuola di Medicina.

Il disturbo da stress post-traumatico può svilupparsi a seguito di un grave trauma ed è un enorme problema di salute pubblica sia per i veterani che per i civili. Tuttavia, la misura in cui i fattori genetici e ambientali contribuiscono ai risultati clinici individuali rimane sconosciuta.

Per colmare questa lacuna di informazioni, il team di ricerca ha studiato una coorte di 39 veterani di combattimento con e senza PTSD che sono stati reclutati dal James J. Peters Bronx Veterans Affairs Hospital. I veterani sono stati sottoposti a biopsie cutanee e le loro cellule cutanee sono state riprogrammate in cellule staminali pluripotenti indotte.

“Riprogrammare le cellule in cellule staminali pluripotenti indotte è come riportare virtualmente le cellule indietro nel tempo a quando erano embrionali e avevano la capacità di generare tutte le cellule del corpo”, ha affermato Rachel Yehuda, PhD, professore di psichiatria e neuroscienze all’Icahn Mount Sinai , direttore della salute mentale per il Dipartimento per gli affari dei veterani e autore senior dell’articolo. “Queste cellule possono quindi essere differenziate in neuroni con le stesse proprietà delle cellule cerebrali di quella persona prima che si verificasse un trauma per cambiare il modo in cui funzionano. Le reti di espressione genica di questi neuroni riflettono l’attività genica precoce risultante da contributi genetici e precoci allo sviluppo, quindi sono un riflesso dello stato di espressione genica “pre-combattimento” o “pre-trauma”.

“Due persone possono sperimentare lo stesso trauma, ma non svilupperanno necessariamente un disturbo da stress post-traumatico”, hanno affermato Kristen Brennand, PhD, Elizabeth Mears e House Jameson Professore di Psichiatria presso la Yale School of Medicine che hanno co-diretto lo studio. “Questo tipo di modellazione nelle cellule cerebrali di persone con e senza PTSD aiuta a spiegare come la genetica può rendere qualcuno più suscettibile al PTSD”.

Pubblicato il 20 ottobre su Nature Neuroscience, questo è il primo studio a utilizzare modelli di cellule staminali pluripotenti indotte per studiare il disturbo da stress post-traumatico.

Lo studio ha coinvolto ricercatori della Yale School of Medicine, della Icahn School of Medicine del Monte Sinai, dell’Office of Veterans Affairs e del New York Stem Cell Foundation Research Institute (NYSCF).

Per imitare la risposta allo stress che innesca il disturbo da stress post-traumatico, gli scienziati hanno esposto i neuroni derivati ​​dalle cellule staminali pluripotenti indotti all’ormone dello stress idrocortisone, una versione sintetica del cortisolo del corpo che viene utilizzato come parte della risposta “combatti o fuggi”.

“L’aggiunta di ormoni dello stress a queste cellule simula gli effetti biologici del combattimento, il che ci consente di determinare come le diverse reti genetiche si mobilitano in risposta all’esposizione allo stress nelle cellule cerebrali”, ha detto Yehuda.

Utilizzando il profilo dell’espressione genica e l’imaging, gli scienziati hanno scoperto che i neuroni di individui con PTSD erano ipersensibili a questo fattore scatenante farmacologico. Gli scienziati sono stati anche in grado di identificare le reti genetiche specifiche che hanno risposto in modo differenziato in seguito all’esposizione agli ormoni dello stress.

La maggior parte degli studi simili sul disturbo da stress post-traumatico fino ad oggi hanno utilizzato campioni di sangue di pazienti, ma poiché il disturbo da stress post-traumatico è radicato nel cervello, gli scienziati hanno bisogno di un modo per catturare il modo in cui i neuroni degli individui inclini sono influenzati dallo stress. Pertanto, il team ha scelto di utilizzare le cellule staminali, poiché sono attrezzate in modo unico per fornire una finestra non invasiva nel cervello specifica per il paziente.

“Non puoi facilmente raggiungere il cervello di una persona vivente ed estrarre le cellule, quindi le cellule staminali sono il nostro modo migliore per esaminare come si comportano i neuroni in un paziente”, ha detto Brennand.

Gli scienziati del NYSCF hanno utilizzato il loro sistema robotico scalabile, automatizzato, il NYSCF Global Stem Cell Array®, per creare cellule staminali e quindi neuroni glutamatergici da pazienti con disturbo da stress post-traumatico. I neuroni glutammatergici aiutano il cervello a inviare segnali eccitatori e sono stati precedentemente implicati nel disturbo da stress post-traumatico.

“Poiché questo è stato il primo studio che utilizza modelli di cellule staminali di PTSD, è stato importante studiare un gran numero di individui”, ha affermato Daniel Paull, PhD, NYSCF Senior Vice President, Discovery & Platform Development e co-leader dello studio. “Alla scala di questo studio, l’automazione è essenziale. Con l’array, possiamo creare cellule standardizzate che consentono confronti significativi tra numerosi individui, indicando differenze chiave che potrebbero essere fondamentali per la scoperta di nuovi trattamenti”.

L’analisi dell’espressione genica del team ha rivelato una serie di geni particolarmente attivi nei neuroni soggetti a PTSD in seguito alla loro esposizione agli ormoni dello stress.

Inoltre, le distinzioni tra il modo in cui le cellule PTSD e non-PTSD hanno risposto allo stress potrebbero essere informative nel prevedere quali individui sono a più alto rischio di PTSD.

I ricercatori intendono continuare a sfruttare i loro modelli di cellule staminali pluripotenti indotte per indagare ulteriormente sui fattori di rischio genetici individuati da questo studio e per studiare come il disturbo da stress post-traumatico colpisce altri tipi di cellule cerebrali, contribuendo ad ampliare le opportunità di scoperta terapeutica.

“La particolarità di questo studio è che avrebbe potuto essere fatto solo da questo gruppo”, ha detto Brennand. “Sono stati coinvolti alcuni dei migliori clinici in questo spazio, incredibili biologi delle cellule staminali e straordinari genetisti psichiatrici. Ogni gruppo ha competenze uniche e nulla di tutto ciò avrebbe potuto essere realizzato da una sola squadra”.

“Questo studio è una vera testimonianza del potere della scienza di squadra”, ha detto Paull. “Quando uniamo i ricercatori, siamo in grado di porre domande più grandi, fare scoperte più grandi e, si spera, fare una differenza maggiore per i pazienti”.

Questo lavoro è stato sostenuto da una sovvenzione alla Icahn School of Medicine del Monte Sinai dal Dipartimento della Difesa per la ricerca medica dell’esercito americano.

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