Central and Peripheral Immune Dysregulation in Posttraumatic Stress Disorder: Convergent Multi-Omics Evidence

Abstract

Posttraumatic stress disorder (PTSD) is a chronic and multifactorial disorder with a prevalence ranging between 6–10% in the general population and ~35% in individuals with high lifetime trauma exposure. Growing evidence indicates that the immune system may contribute to the etiology of PTSD, suggesting the inflammatory dysregulation as a hallmark feature of PTSD. However, the potential interplay between the central and peripheral immune system, as well as the biological mechanisms underlying this dysregulation remain poorly understood. The activation of the HPA axis after trauma exposure and the subsequent activation of the inflammatory system mediated by glucocorticoids is the most common mechanism that orchestrates an exacerbated immunological response in PTSD. Recent high-throughput analyses in peripheral and brain tissue from both humans with and animal models of PTSD have found that changes in gene regulation via epigenetic alterations may participate in the impaired inflammatory signaling in PTSD. The goal of this review is to assess the role of the inflammatory system in PTSD across tissue and species, with a particular focus on the genomics, transcriptomics, epigenomics, and proteomics domains. We conducted an integrative multi-omics approach identifying TNF (Tumor Necrosis Factor) signaling, interleukins, chemokines, Toll-like receptors and glucocorticoids among the common dysregulated pathways in both central and peripheral immune systems in PTSD and propose potential novel drug targets for PTSD treatment.

Effects of genetically predicted posttraumatic stress disorder on autoimmune phenotypes

“…With the increasing availability of genetic data, as with autoimmune disease, locus- and systems-level interrogations may help further validate this hypothesis or elucidate alternative mechanisms. Indeed, recent genomic studies converge to support the notion that there is systemic immune dysregulation in PTSD and importantly, highlight specific genes and pathways [ 16 ]. These will make excellent candidates to explore in future genomic studies of the overlap of PTSD, inflammation, and autoimmune disease.…”

Functional Connectivity Alterations and Molecular Characterization of the Anterior Cingulate Cortex in Tinnitus Pathology without Hearing Loss

“…High throughput omics technologies provide comprehensive measurements of biological molecules and profound insights into pathological phenotypes, thus have been used to investigate the mechanisms of neurological disorders, including but not limited to autism, [20] Alzheimer's disease, [21,22] and posttraumatic stress disorder. [23] Previous studies have identified plasma metabolomic biomarkers for tinnitus, [24,25] but to our knowledge, the metabolome and proteome profiles in brain tissue are lacking. Moreover, the brain is one of the organs with the highest levels of phosphorylation modifications because of its unique cellular function and specialized signaling networks.…”

Посттравматичний Стресовий Розлад, Метаболічний Синдром І Хронічне Запалення Низької Інтенсивності: Наративний Огляд

“…У свою чергу, нейрозапальні процеси опосередковуються мікроглією, клітинами ГМ, які також пов'язані з порушеннями пам'яті на страх [20]. Ці дослідження підтверджують існування взаємодії між центральними та периферичними органами імунної системи при ПТСР [4,10].…”

“…Активація ГГАВ після впливу травми і подальша активація запальної системи, опосередкована ГК, є найбільш поширеним механізмом, який організовує загострену імунологічну відпо-відь при ПТСР. Високопродуктивні аналізи зразків тканин ПНС і ГМ, отримані у осіб з ПТСР і при моделюванні ПТСР, показали, що епігенетичні зміни здатні викликати порушення регуляції експресії генів і дисбалансу сигнальних систем запалення [10]. Сучасні методи сприяли проведенню геномної, транскриптомної, епігеномної та протеомної оцінки для виявлення механізмів порушення регуляції ЦНС і ПНС у хворих з ПТСР, а також при моделюванні ПТСР [4].…”

“…Це дозволяє припустити, що ФНП-α і ІЛ-6 можуть одночасно брати участь у розвитку коморбідних захворювань ПТСР, зокрема МС. Цілком ймовірно, що порушення регуляції імунної системи може бути спільним механізмом ПТСР та супутніх психічних і фізичних розладів [10].…”