دانشمندان برای اولین بار موفق شدند، از بیان ژن در مغز یک انسان زنده عکس‌برداری کنند

این تکنیک به آن‌ها اجازه داده است، برای اولین بار یک تجسم از فعالیت فراوراثت (Epigenetic)، (مکانیزمی که بر بیان ژن تاثیرگذار است) در مغز یک انسان زنده را به دست آورند. این تکنیک می‌تواند در زمینه نشان دادن نقش فراوراثت در اختلالات مختلف کمک کننده باشد و حتا این پتانسیل را دارد تا در زمینه توسعه داروها برای درمان این بیماری‌ها نیز کمک کننده باشد. فراوراثت در تغییر بیان ژن (gene expression) نقش دارد. ( خواه ژن را به جریان انداخته یا جریان آن‌را متوقف کند.) فراوراثت با انواع مختلف بیماری‌ها همچون اختلالات مغزی، آلزایمر، اسکیزوفرنی و افسردگی مرتبط است. جیکوب هوکر، رادیولوژیست دانشکده پزشکی هاروارد و نویسنده این روش عکس‌برداری در این ارتباط گفته است: «قطع شدن ارتباط میان ژن‌ها که شما آن‌ها را از طریق وراثت از والدین خود به دست آورده‌اید و تعاملی که آن‌ها با زندگی شما دارند، منجر به وجود آمدن اتفاقات مختلفی می‌شود که یکی از این اتفاقات به وجود آمدن بیماری‌ها است. هوکر و همکارانش به دنبال آن هستند تا درک خود در ارتباط با فراوراثت در مغز را بیشتر کنند. او در این ارتباط گفت: «به منظور انجام این کار، شما باید بتوانید راه‌کاری ابداع کنید که بر تنظیم فراوراثت در طول زندگی یک فرد نظارت کند. این‌که ما به انتظار بنشینیم تا فردی جان خود را از دست بدهد و سپس یک عکس فوری از بافت مغز او برداریم، به‌طوری که پس از مرگ کشف کنیم، چه اتفاقی رخ داده است، هیچ سودی برای ما ندارد.» در مطالعه جدیدی که روز چهارشنبه در مجله Science Translational Medicine منتشر شده، محققان موفق شدند از چگالی یک نوع آنزیم به نام داستیلاز هیستون (HDACs) عکس‌برداری کنند. این آنزیم به عنوان تنظیم کننده بیان ژن در مغز و وظایف مربوطه با آن شناخته شده است. چالش اصلی در این تکنیک به تصویر کشیدن این آنزیم در یک مغز زنده عنوان شده است. برای این‌کار محققان یک عامل تصویربرداری رادیواکتیو به نام مارتینوستات  (Martionosat) را طراحی کردند. این عامل به HDACs چسبیده و با استفاده از اسکن PET (توموگرافی تابش پوزیترون) موفق شده است HDACs را نشان دهد. این فناوری قبلا روی حیوانات مورد آزمایش قرار گرفته بود، اما این اولین باری است که روی یک انسان‌ مورد استفاده قرار گرفته است. در تصاویر به دست آمده، مناطق قرمز رنگ نشان دهنده بیشترین تراکم HDACs و مناطق آبی رنگ کمترین تراکم HDACs را نشان می‌دهند.

در این مطالعه، محققان مغز هشت انسان بالغ سالم را بعد از تزریق مارتینوستات به مدت 90 دقیقه مورد عکس‌برداری قرار دادند. هوکر در این ارتباط گفته است: «این‌ تحقیق آن‌چنان که تصور می‌شود ساده نبود. این داروی رادیواکتیو تنها دارای طول عمر 20 دقیقه است. در نتیجه ما برای هر اسکن باید این دارو را تولید می‌کردیم. سال‌ها طول کشید تا در مورد مولکول‌ها و طراحی این تکنیک تصویربرداری اطلاعات لازم را به دست آوریم. به‌طوری که از این اطلاعات برای توسعه داروی جدید استفاده کنیم.» هوکر گفته است عکس‌برداری از مغز انسان‌های سالم دور از انتظار نیست. او در این ارتباط گفت: «دیدن درجه غلظت HDACs در مغز این افراد، من را متحیر ساخته است. نکته‌ای که این تکنیک به ما آموخت این است که تنظیم داستیلاز هیستون در مغز از اهمیت بالایی برخوردار است. به دلیل این‌که باعث می‌شود مغز به درستی کار کند.»

هوکر امیدوار است، کار آن‌ها در نهایت به شرکت‌های داروسازی در زمینه توسعه داروهای فراوراثت و همچنین تشخیص بهتر بیماری‌ها کمک کند.