Чи може аналіз волосся діагностувати шизофренію?
Новий підхід до вивчення біологічного походження шизофренії визначив надмірне утворення сірководню в мозку як фактор.
Недавній EMBO Молекулярна медицина Дослідження також припускає, що фермент, який допомагає виробляти сірководень у мозку та залишає слід у людському волоссі, може служити безсимптомним біомаркером для підтипу шизофренії.
Дослідники припускають, що отримані результати можуть призвести до нового класу препаратів від шизофренії. Сучасні методи лікування, спрямовані на дофамінову та серотонінову системи мозку, не завжди є ефективними та спричиняють побічні ефекти.
"Орієнтація на метаболічний шлях сірководню забезпечує новий терапевтичний підхід", - підсумували автори, у дослідженні яких брали участь генно-інженерні миші, патологоанатомічна тканина людського мозку та люди з шизофренією та без неї.
Старший автор дослідження доктор Такео Йосікава, який очолює групу з молекулярної психіатрії в Центрі досліджень мозку RIKEN в Японії, зазначає, що фармацевтичні компанії припинили розробку нових методів лікування шизофренії.
"Потрібна нова парадигма для розробки нових препаратів", - зазначає він, додаючи, що "в даний час близько 30% пацієнтів із шизофренією стійкі до терапії антагоністами допамінових D2-рецепторів".
У пошуках більш надійного маркера
У двох словах, нове дослідження досліджує молекулярну основу поведінкового маркера шизофренії, який називається інгібуванням препульсу, щоб визначити більш надійний, об'єктивний біохімічний маркер.
Більшість людей реагують на раптовий вибух шуму здриганням. Однак, якщо вони чують менший короткий сплеск - або попередній імпульс - безпосередньо заздалегідь, більший сплеск їх лякає набагато менше. Це тому, що попередній імпульс гальмує реакцію на здивування.
Протягом десятиліть вчені знають, що у багатьох хворих на шизофренію інгібування препульсу нижче; їхня вражаюча реакція на раптовий сильний шум надмірна, навіть коли є попередній імпульс.
Доктор Йосікава та його колеги взяли за мету попередження імпульсу як початкову точку для свого дослідження.
Вони використовували штами мишей, які мають різний рівень інгібування препульсу, для пошуку моделей експресії білка, які можуть відповідати цим рівням.
Цей пошук ідентифікував фермент Mpst. Дослідники спостерігали, як миші з низьким інгібуванням препульсу мали набагато вищий рівень Mpst у мозку, ніж миші з високим інгібуванням препульсу.
Mpst, сірководень та волосяні фолікули
Знаючи, що однією з функцій Mpst є сприяння виробленню сполуки сірководню, команда потім перевірила мозок тварин і виявила, що рівні сірководню були вищими у тих, хто мав низький рівень інгібування препульсу.
"Ніхто ніколи не замислювався про причинний зв'язок між сірководнем та шизофренією", - коментує доктор Йошикава.
"Після того, як ми це виявили, - додає він, - нам довелося з'ясувати, як це відбувається, і чи будуть ці висновки у мишей справедливими для людей із шизофренією".
Визначивши Mpst своїм головним підозрюваним, дослідники тоді вирушили на пошук подальших доказів. Вони сконструювали мишей, яким бракувало Mpst, і показали, що вони мають вищий інгібітор препульсу, ніж звичайні миші.
Цей результат мав на увазі, що зменшення Mpst може бути способом відновлення інгібування препульсу.
На наступному етапі збору доказів команда порівнювала патологоанатомічну тканину мозку від людей із шизофренією та без неї.
Порівняння виявило сильнішу експресію гена, який кодує Mpst в тканині мозку хворих на шизофренію. Крім того, виявилося, що рівні Mpst відповідали тяжкості симптомів шизофренії перед смертю.
В іншому наборі тестів дослідники досліджували волосяні фолікули у 149 людей, хворих на шизофренію, та 166 без захворювання. Вони виявили більш високий рівень білка, який транскрибує інформацію від гена, який кодує Mpst у фолікулах у людей, хворих на шизофренію.
Епігенетичне походження шизофренії
Шанси розвитку шизофренії включають взаємодію генів та навколишнього середовища. Прикладом цієї взаємодії є епігенетичні зміни, при яких хімічні мітки на ДНК можуть змінювати експресію генів, наприклад, включати та вимикати їх.
Тести на мишах та післясмертній тканині мозку людини показали, що більш високі рівні Mpst корелюють із змінами ДНК, що призводять до постійних змін у експресії генів. Знаючи це, команда шукала фактори навколишнього середовища, які можуть спричинити постійний ріст Mpst.
Оскільки сірководень може захистити від запалення, спричиненого стресом, команда задалася питанням, чи не може запальний стрес під час раннього розвитку мозку сприяти першопричині шизофренії.
"Ми виявили, що антиоксидантні маркери - включаючи вироблення сірководню -, які компенсують окислювальний стрес та нейрозапалення під час розвитку мозку, корелювали з рівнем Mpst в мозку людей із шизофренією", - зазначає д-р Йошикава.
Спекулюючи на тому, що це означає для походження шизофренії, він припускає, що як тільки епігенетичні зміни включають перевиробництво сірководню, це триває до кінця життя людини. Він називає це шизофренією, викликаною "сульфідним стресом".
"Наші результати забезпечують новий принцип або парадигму для розробки ліків, і ми зараз перевіряємо, чи може інгібування синтезу сірководню полегшити симптоми на мишачих моделях шизофренії".
Доктор Такео Йосікава
