Ученые впервые открыли молекулярный процесс в мозгу, который может вызывать шизофрению. Исследователи, принявшие участие в важной научной работе, результаты которой были опубликованы в среду в журнале Nature, говорят, что открытие этого нового генетического канала показывает, какие неврологические нарушения происходят у молодых людей, страдающих этим изматывающим недугом.
Данное исследование стало переломным моментом, дав возможность для раннего диагностирования и новых методов лечения, которые еще год назад были немыслимы. Об этом говорит Стивен Хайман (Steven Hyman), работающий директором Центра психиатрических исследований имени Стэнли в Институте Броуда при Массачусетском технологическом институте. Хайман, ранее возглавлявший Национальный институт психиатрии, называет данное открытие «самым важным исследованием механизмов химической реакции в шизофрении за всю историю».
«Я упертый, старый, брюзгливый скептик, — сказал он. — Но я в восторге от этих вещей».
Исследователи, представляющие главным образом Центр психиатрических исследований имени Стэнли, медицинский факультет Гарварда и Бостонскую детскую больницу, обнаружили, что риск заболевания шизофренией у человека резко увеличивается, если он унаследовал варианты гена, важные для «синаптического прунинга», как называют сокращение числа ненужных нейронов и связей между ними при взрослении клеток мозга.
У пациентов с шизофренией изменение одной-единственной позиции в последовательности ДНК требует удаления слишком большого количества синапсов, и тогда прунинг выходит из-под контроля. Результатом является аномальная потеря серого вещества.
Соответствующие гены подают на нейроны сигнал типа «съешь меня», говорит участница исследования нейробиолог Бет Стивенс (Beth Stevens), работающая в Бостонской детской больнице и в Институте Броуда. «Они помечают слишком много синапсов, и эти синапсы погибают».
Diena 01.08.2013
Директор-учредитель Института Броуда Эрик Ландер (Eric Lander) считает, что данное исследование является ошеломляющим прорывом в науке. «Мы берем этот черный ящик… и впервые заглядываем вовнутрь. Это исключительно важно и будет иметь огромные последствия», — говорит он.
Данное открытие было сделано довольно быстро. В июле 2014 года ученые из Института Броуда опубликовали результаты самого крупного геномного исследования шизофрении, в ходе которого нашли более 100 генетических локусов, связанных с шизофренией. Основываясь на данных исследования, генетик из Гарварда и Института Броуда Стивен Маккэррол (Steven McCarroll) проанализировал информацию по 29 тысячам случаев шизофрении, по 36 тысячам контрольных групп и по 700 вскрытиям головного мозга. Информацию собирали из десятков исследований, проведенных в 22 странах. Вся она вошла во всемирную базу данных под названием «Консорциум психиатрической геномики».
В графическом изображении один участок показал самую сильную связь. Его назвали «Манхэттенским участком» за схожесть с высотными зданиями этой части Нью-Йорка. Самый высокий пик был на шестой хромосоме, где коллектив Маккэррола обнаружил разновидность гена. Хромосома 4 — «темный угол человеческого генома», сказал он. Данный участок трудно расшифровать, потому что он обладает «поразительным разнообразием».
Хромосома 4 и многие другие гены расположены на участке шестой хромосомы, отвечающей за иммунную систему. Там происходит очищение мозга от патогенов и прочего клеточного мусора. Авторы исследования выяснили, что один из вариантов четвертой хромосомы — компонента С4А — больше всего связана с риском заболевания шизофренией.
По данным Всемирной организации здравоохранения, всего в мире шизофренией болеет свыше 25 миллионов человек, в том числе, от двух до трех миллионов американцев. Эта наследственная болезнь является одним из самых серьезных психических недугов, ежегодные экономические издержки от которого только в США исчисляются десятками миллиардов долларов ежегодно.
«Это исследование по-настоящему поражает, — говорит заместитель медицинского директора Национального союза психических заболеваний Жаклин Фельдман (Jacqueline Feldman). — Мы, как ученые и врачи, вынуждены умерять свой энтузиазм, потому что этот путь мы уже проходили. Тем не менее, это очень интересно».
За долгие годы возникли сотни различных теорий о шизофрении, но одна из самых долговечных загадок заключается во взаимосвязи между тремя выдающимися открытиями: очевидная причастность иммунных молекул, такая закономерность как частое появление шизофрении в поздней юности, а также истончение серого вещества, наблюдаемое при вскрытии.
«Что важно в данном результате, — говорит ведущий автор исследования Маккэррол, — это то, что многое сейчас становится понятно, причем из других категорий. Результат можно подключить к этим наблюдениям, как и результаты генетических исследований десятков тысяч подопытных участников исследования. Я думаю, такое сочетание делает это исследование особенным».
Авторы подчеркивают, что свои выводы, в которых сочетается фундаментальная наука и масштабный анализ генетических исследований, они сделали благодаря тесному сотрудничеству специалистов по генетике, молекулярной биологии, возрастной нейробиологии и иммунологии.
«Еще пять лет тому назад это было бы невозможно, — говорит Хайман. — Для этого требуется обработка огромного массива данных…. Когда я был директором Национального института психиатрии, люди выступали против такого сотрудничества. Они жили в эпоху фараонов. Они хотели, чтобы их похоронили вместе с собранными ими данными».
Проведенное исследование открывает новые возможности для изучения шизофрении, где долгие годы существовал застой. Большинство препаратов для лечения психических заболеваний нацелены на прерывание психотического мышления, однако специалисты в один голос говорят, что психоз это просто один из симптомов, причем возникает он на поздней стадии. Исследователей из области психиатрии от других ученых-медиков отличает одна важная трудность, состоящая в том, что они не могут вырезать шизофрению из мозга, чтобы рассмотреть ее под микроскопом. Да и подопытные животные в этом деле не помощники.
По словам Стивенса, сейчас все изменилось. «Теперь у нас появился мощный молекулярный рычаг, путь к гену, что позволяет разрабатывать более совершенные модели», — отмечает он.
Но это не значит, что до исцеления осталась пара шагов.
«Это первая интересная подсказка, может быть, даже самая важная из всего, что у нас есть. Но пройдут десятилетия, прежде чем будет найдено настоящее лекарство, — говорит Хайман. — Надежда это прекрасная вещь. Но не ложные обещания».
Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.
Команда учёных из независимого института медицинских исследований Neuroscience Research Australia и Университета Нового Южного Уэльса совершила прорыв в изучении природы шизофрении. Новое исследование меняет привычные представления медиков об этом недуге, а значит, и открывает больше возможностей для разработки методов его лечения.
Напомним, что работ по изучению шизофрении в последние годы проводится всё больше. Специалисты ранее составили «молекулярный портрет» этого психического расстройства, а также предположили, что оно может быть связано с патологиями плаценты.
Впрочем, насчёт причин развития болезни у медиков пока были лишь гипотезы. Соответственно, современные методы лечения могут только подавлять симптомы, но не устранять заболевание полностью. Кроме того, из-за недостатка данных терапия нередко сопровождается нежелательными побочными эффектами.
Авторы нового исследования поясняют, что сегодня при изучении шизофрении специалисты сосредотачиваются на трёх типах клеток мозга: это нейроны, глиальные клетки (вспомогательные клетки нервной ткани) и эндотелиальные клетки (они выстилают внутреннюю поверхность кровеносных сосудов). Но существует ещё один тип клеток, который до сих пор оставался без внимания, – это иммунные клетки.
Большинство учёных считает, что эти клетки не имеют отношения к патологиям мозга при психических расстройствах, рассказывает соавтор работы профессор Шеннон Вейкерт (Shannon Weickert). Однако её команда не была согласна с этим, и в итоге оказалась права.
Нейробиологи и иммунологи изучали мозг скончавшихся пациентов, которым была диагностирована шизофрения. Специалисты заметили в мозге людей большое количество иммунных клеток, известных как макрофаги.
«Иммунные клетки ранее были проигнорированы, поскольку их долгое время рассматривали просто как путешественников, которые проходили мимо и проводили надзорную работу. До сих пор они никогда не были подозреваемыми», — поясняет Вейкерт.
Однако оказалось, что у людей с шизофренией вдоль гемато-энцефалического барьера (преграды между кровеносной системой и центральной нервной системой) скапливается огромное количество макрофагов. И некоторые из них преодолевают барьер, отправляясь непосредственно в мозг. «Подпись» макрофагов была обнаружена в мозге пациентов в ходе секвенирования РНК.
«Найти иммунные клетки вдоль гемато-энцефалического барьера – захватывающее открытие. Это говорит о том, что сами иммунные клетки могут продуцировать воспалительные сигналы в мозге людей с шизофренией», — отмечает Вейкерт.
Преодолевая барьер и попадая в мозг, клетки иммунной системы воспринимают его ткань как чужеродную и начинают «активные боевые действия». Заканчивается это повреждением нейронов.
Но как же макрофагам удаётся проходить сквозь защитную преграду? Оказалось, им помогают «местные жители». Дело в том, что в ответ на воспаление глиальные клетки начинают посылать «сигналы бедствия», которые изменяют состояние эндотелиальных клеток. Последние удлиняют свои липкие «щупальца» и захватывают путешествующих макрофагов. В итоге последние стягиваются туда, куда вовсе и не собирались: к гемато-энцефалическому барьеру (как показано на видео ниже).
Своё открытие учёные сравнивают с раскрытием преступления: виновник постоянно был на виду, но никто не внёс его в список подозреваемых и не искал против него улики.
Они, кстати, отмечают, что новые данные согласуются с более ранними работами. Так, предыдущее 30-летнее исследование, в котором рассматривались данные более миллиона человек, показало, что стрессовые расстройства и психозы также тесно связаны с аутоиммунными заболеваниями. Другая работа с выборкой в 25 миллионов человек продемонстрировала, что у пациентов с аутоиммунными заболеваниями на 40% чаще развиваются психические нарушения, в том числе шизофрения.
Доказательств внезапной связи, по всей видимости, со временем наберётся ещё больше, и теперь специалисты будут во всеоружии и смогут разработать более эффективные методы лечения, а также ранней диагностики серьёзного психического расстройства, уверены авторы работы.
О своём открытии они более подробно рассказывают в статье, которая была опубликована в журнале Molecular Psychiatry.
Напомним, ранее авторы проекта «Вести.Наука» (nauka.vesti.ru) сообщали о том, что гены неандертальцев до сих пор защищают нас от шизофрении. Также исследователи выяснили, что предотвратить развитие этого расстройства помогает рыбий жир.
На сайте функционирует система коррекции ошибок. Обнаружив неточность в тексте, выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.
© 2019 Сетевое издание «Вести.Ру». Учредитель: Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийская государственная телевизионная и радиовещательная компания» (ВГТРК). Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС 77-72266 от 24.01.2018. Выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций. Главный редактор: Ениколопов Н.С. Адрес электронной почты редакции: info@vesti.ru, телефон редакции: +7(495)232-63-33. Для детей старше 16 лет.
Все права на любые материалы, опубликованные на сайте, защищены в соответствии с российским и международным законодательством об интеллектуальной собственности. Любое использование текстовых, фото, аудио и видеоматериалов возможно только с согласия правообладателя (ВГТРК). Партнер Рамблера
