מדענים קשרו הפרעות נוירו-פסיכיאטריות, כגון סכיזופרניה ואוטיזם, לשינויים בגנים רבים המעורבים בהתפתחות המוח המוקדמת. עם זאת, יש צורך במחקר נוסף כדי להבין כיצד גרסאות גנים אלו משפיעות על המנגנונים הביולוגיים העומדים בבסיס ההפרעות הללו.
אן באנג, PhD, מנהלת תחום ביולוגיה של התא במרכז קונרד פרביס לגנומיקה כימית של המכון, היא חלק מצוות בינתחומי של מדענים וקלינאים הפועלים ליצירת קשרים ברורים יותר בין הגנים המעורבים והשפעותיהם על תפקוד המוח ובריאות הנפש.
המעבדה של בנג מצוידת במכשור נרחב הדרוש להקרנה בתפוקה גבוהה. טכנולוגיה זו מאפשרת למדענים להפוך ניסויים על מספר דגימות בו זמנית באמצעות רובוטיקה, טכנולוגיות טיפול מדויקות בנוזלים והדמיה אוטומטית.
תחת הנהגתו של ג'ונתן סבט, PhD, פרופסור במחלקות לפסיכיאטריה ולרפואה סלולרית ומולקולרית בבית הספר לרפואה של UC San Diego, הקבוצה זכתה במענק של 12.7 מיליון דולר ממכון קליפורניה לרפואה רגנרטיבית (CIRM) ליצירת מענק חדש מרכז מחקר לתמוך בעבודה זו. מרכז UC San Diego Verge: Convergence and Divergence of Genes on Neurodevelopment and Mental Health הוא אחד מחמישה שיתופי פעולה הנתמכים באמצעות תוכנית הפיילוטReMIND של CIRM (Research Using Multidisciplinary, Innovative Approaches in Neuro Diseases).
באמצעות מאמצים רחבי היקף להבין את הבסיס הגנטי של מצבים פסיכיאטריים מורכבים, עשרות אלפי אנשים ברחבי העולם עברו רצף של הגנום שלהם, מה שהוביל לזיהוי של וריאנטים גנים שמעמידים אנשים בסיכון להפרעות כמו סכיזופרניה ואוטיזם.
המאמץ המדהים הזה הביא את התחום למקום בו אנו נמצאים היום, ועם התמיכה הזו של CIRM, אנו מוכנים לחקור את גני הסיכון הללו מקרוב יותר מאי פעם".
אן באנג, דוקטורט, מנהלת ביולוגיה של התא, מרכז קונרד פרביס לגנומיקה כימית של סנפורד ברנהם פרביס
מרכז המחקר החדש יחזק את שיתופי הפעולה בין מומחים מאוניברסיטת סן דייגו, סנפורד ברנהאם פרביס, אוניברסיטת קליפורניה לוס אנג'לס (UCLA) ואוניברסיטת מונטריאול. על ידי שילוב נתונים קליניים, ניתוחים גנטיים ומחקרים תפקודיים של נוירונים ואורגנואידים במוח, החוקרים שואפים לחשוף מנגנונים ביולוגיים המניעים סכיזופרניה ואוטיזם.
באנג יוביל את צוות הסינון עם התפוקה הגבוהה של המרכז יחד עם Gene Yeo, PhD, MBA, פרופסור במחלקה לרפואה סלולרית ומולקולרית באוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו. הקבוצה שלהם תחקור את תפקודם של יותר מ-100 גנים בתאי מוח באמצעות המכשור הנרחב של מרכז Prebys לביצוע ביולוגיה בעלת תפוקה גבוהה.
Bang, Yeo ומשתפי הפעולה שלהם ישתמשו בטכניקות הנדסה גנטית כדי להשתיק או לשחזר את תפקודם של גנים מסוימים ולחקור כיצד השינויים הגנטיים הללו משפיעים על נוירונים שגדלו מדגימות מטופלים שהופכים לתאי גזע במעבדה.
"אנו משתמשים בטכנולוגיית CRISPR כדי להגביר ולהוריד את הפעילות של גנים סיכון בנוירונים שמקורם בתאי גזע כדי למפות שינויים עוקבים בתאים", אמר באנג. "כל מה שנלמד ישתף עם מרכז תיאום הנתונים כדי לשלב נתונים מכל הצוותים".
הפרויקטים האחרים של מרכז UC San Diego Verge הם:
- צוות Organoids: Lilia Iakoucheva, PhD, פרופסור במחלקה לפסיכיאטריה באוניברסיטת קליפורניה סן דייגו, ואליסון מוטרי, PhD, פרופסור במחלקות לרפואת ילדים ורפואה סלולרית ומולקולרית באוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו, מובילים את חקר גורמי הסיכון הגנטיים לאוטיזם וסכיזופרניה באמצעות שימוש באורגנואידים במוח ובאסמבלואידים -; מודלים תלת מימדיים של תרבית תאים המחקים את מבנה ותפקוד המוח האנושי.
- צוות קליני: קארי בירדן, PhD, פרופסור במחלקות לפסיכיאטריה ופסיכולוגיה ב-UCLA, וסבסטיאן ז'קמונט, MD, גנטיקאי רפואי מאוניברסיטת מונטריאול, ישתמשו במערכי נתונים גדולים כדי להמיר דגימות מחולים הנושאים מוטציות גנים ספציפיות לתאי גזע ונוירונים . לאחר מכן החוקרים ישוו מאפיינים בנוירונים שמקורם במטופל עם תוצאות קליניות באותם חולים.
- צוות הגנומיקה: סבט תוביל מרכז תיאום נתונים, ותעבוד עם טריי אידקר, PhD, פרופסור במחלקות לרפואה וביו-הנדסה, כדי להעריך נתונים על גנים, מסלולים, תפקוד נוירוני ותכונות נוירו-התפתחותיות, במטרה למצוא הסברים חדשים כיצד מוטציות גנים משפיעות על התנהגויות ותפקוד קוגניטיבי.
"אני מאמין גדול בגישה הרב-תחומית הזו שמדגישה את מדע הצוות", אמר בנג. "על ידי חיבור של נקודות מבט רבות, אתה יכול ליצור סינרגיה שהיא הרבה יותר גדולה ממה שכל אחד מאיתנו יכול להשיג לבד.
"הצורך בחדשנות בטיפול במחלות נוירו-פסיכיאטריות הוא עצום. מטופלים ומשפחות חווים לעתים קרובות אודיסיאות טיפוליות של ניסוי תרופה אחר תרופה עד שאחת מהן תעזור. תקוותנו היא שהבנת הגורמים הגנטיים הללו עשויה להוביל בעתיד לכלי אבחון טובים יותר, טיפולים משופרים ו מטרות טיפוליות פוטנציאליות חדשות למצבים אלה."
