Исследователи из Ратгерского университета здравоохранения обнаружили, что иммунные клетки мозга у людей с высоким генетическим риском развития расстройства, связанного с употреблением алкоголя (AUD), ведут себя иначе, чем клетки у людей с низким риском при воздействии алкоголя.

Их исследование, опубликованное в журнале Science Advances, может помочь объяснить, почему некоторые люди более подвержены развитию проблем с алкоголем, и потенциально может привести к разработке более персонализированного лечения.

«Это первое исследование, показывающее, как генетические вариации, повышающие риск AUD, влияют на поведение некоторых клеток мозга», — сказал Чжипин Пан, профессор нейробиологии и клеточной биологии в Медицинской школе Роберта Вуда Джонсона, научный сотрудник Института детского здоровья Нью-Джерси и ведущий научный сотрудник Института здоровья мозга Ратгерского университета.

«Мы начали с простой модели, но по мере того, как модели становятся сложнее, мы узнаем больше о том, что происходит в мозге», — сказал Панг, старший автор исследования. «Надеюсь, наши открытия подскажут подходы к лечению, потому что в настоящее время у нас нет хороших методов лечения AUD».

По данным Национального опроса по вопросам употребления наркотиков и здоровья 2023 года , около 28,9 миллионов человек в возрасте 12 лет и старше в Соединенных Штатах страдают расстройством, связанным с употреблением алкоголя . Хотя ученые знали, что это состояние передается по семьям — и генетические факторы составляют от 40% до 60% риска — биологические механизмы, лежащие в основе этого наследственного компонента, оставались неясными.

Исследовательская группа взяла образцы крови у двух групп людей: тех, у кого был высокий генетический риск AUD и диагностированные проблемы с алкоголем, и тех, у кого был низкий генетический риск и не было проблем с алкоголем. Они преобразовали эти клетки крови в стволовые клетки и заставили их развиться в тип мозговых иммунных клеток, называемых микроглией.

Затем они подвергли эти две группы клеток, одну от людей с высоким генетическим риском развития AUD, а другую от людей с низким риском развития AUD, воздействию алкоголя в концентрациях, которые имитировали те, которые наблюдаются в крови после употребления алкоголя.

«Микроглия с высоким генетическим риском была намного более активна, чем микроглия с низким генетическим риском после воздействия алкоголя», — сказал Синди Ли, ведущий автор исследования, научный сотрудник Института детского здоровья Нью-Джерси.

Высокоактивные клетки занимались более «синаптической обрезкой» — удалением связей между нейронами в мозге. Эта повышенная активность обрезки может иметь значительные последствия, говорят исследователи.

«После многих лет употребления спиртного люди с такой генетикой могут иметь больший риск слабоумия, поскольку микроглия обрезала гораздо больше связей», — сказал Ли. «Их повышенная активность может сделать нейроны менее функциональными».

Исследование опиралось на опыт всего Ратгерского университета, включая ученых из нескольких лабораторий и отделов, включая Рональда Харта и Джея Тишфилда. Этот междисциплинарный подход объединяет экспертов в области генетики, нейронауки и исследований наркозависимости для решения сложной задачи понимания того, как генетические факторы риска влияют на расстройство, связанное с употреблением алкоголя, на клеточном уровне. Это было долгосрочной темой компонента Ратгерса в рамках долгосрочного совместного исследования генетики алкоголизма (COGA).

Хотя предыдущие исследования выявили генетические вариации, связанные с повышенным риском, было сложно понять, как эти различия влияют на функцию клеток мозга.

Хотя это исследование было сосредоточено на одном типе клеток мозга в плоской среде, группа разрабатывает более сложные модели для своего исследования.

«Мы переходим от клеточных культур в двумерной ситуации к мозговым органоидам», — сказал Панг. «Так мы можем изучать что-то вроде мини-структуры мозга, чтобы понять, как клетки взаимодействуют с алкоголем, а затем увидеть, какую роль в этом ответе играют генетические факторы риска».

Эта работа может в конечном итоге привести к лучшим методам лечения расстройства, связанного с употреблением алкоголя. Результаты показывают, что если различные генетические вариации приводят к разному поведению клеток в мозге , людям с разными генетическими сигнатурами могут потребоваться разные методы лечения, например, нацеленные на микроглию у некоторых людей с высоким риском.

При этом исследователи подчеркнули, что предстоит еще многое сделать, чтобы перенести эти клеточные открытия в сферу клинического применения.