Може ли анализът на косата да диагностицира шизофрения?
Нов подход за изследване на биологичния произход на шизофренията идентифицира излишното производство на сероводород в мозъка като фактор.
Наскоро EMBO Молекулярна медицина Проучването също така предполага, че ензимът, който помага да се произвежда сероводород в мозъка и оставя следа в човешката коса, може да служи като предсимптоматичен биомаркер за подтип шизофрения.
Изследователите предполагат, че откритията могат да доведат до нов клас лекарства за шизофрения. Съвременните лечения, насочени към мозъчните допаминови и серотонинови системи, не винаги са ефективни и пораждат странични ефекти.
„Насочването към метаболитния път на сероводорода осигурява нов терапевтичен подход“, заключават авторите, чието разследване включва генетично инженерни мишки, следсмъртна човешка мозъчна тъкан и хора със и без шизофрения.
Старшият автор на изследването д-р Такео Йошикава, който ръководи екипа по молекулярна психиатрия в центъра за наука за мозъка RIKEN в Япония, отбелязва, че фармацевтичните компании са спрели да разработват нови методи за лечение на шизофрения.
„Необходима е нова парадигма за разработването на нови лекарства“, отбелязва той, добавяйки, че „в момента около 30% от пациентите с шизофрения са резистентни към терапия с антагонист на допамин D2-рецептора“.
В търсене на по-надежден маркер
Накратко, новото проучване изследва молекулярните основи на поведенческия маркер на шизофренията, наречен препулсно инхибиране, за да идентифицира по-надежден, обективен биохимичен маркер.
Повечето хора реагират на внезапен взрив със стряскане. Ако обаче чуят по-малък кратък взрив - или предпулс - непосредствено преди това, по-големият изблик ги стряска много по-малко. Това е така, защото предварителният импулс инхибира реакцията на стряскане.
В продължение на десетилетия учените знаят, че много хора с шизофрения имат по-ниско инхибиране на предпулса; стряскащият им отговор на внезапен силен шум е прекомерен, дори когато има предпулс.
Д-р Йошикава и колегите му взеха инхибирането на предпулса като отправна точка за своето разследване.
Те използваха щамове мишки, които имат различни нива на инхибиране на препулса, за да търсят модели на протеинова експресия, които могат да съответстват на тези нива.
Това търсене идентифицира ензима Mpst. Изследователите наблюдават как мишките с ниско инхибиране на предпулс имат много по-високи мозъчни нива на Mpst от мишки с високо инхибиране на импулса.
Mpst, сероводород и космени фоликули
Знаейки, че една от функциите на Mpst е да спомогне за производството на съединението сероводород, екипът след това тества мозъка на животните и установява, че нивата на сероводород са по-високи при тези с ниско инхибиране на предпулс.
„Никой никога не е мислил за причинно-следствена връзка между сероводорода и шизофренията“, коментира д-р Йошикава.
"След като открихме това," добавя той, "трябваше да разберем как се случва и дали тези открития при мишки ще са верни за хората с шизофрения."
След като идентифицираха Mpst като основен заподозрян, изследователите след това тръгнаха да търсят допълнителни доказателства. Те са проектирали мишки, на които липсва Mpst, и са показали, че имат по-високо инхибиране на предпулса от обикновените мишки.
Този резултат предполага, че намаляването на Mpst може да бъде начин за възстановяване на инхибирането на предпулса.
На следващия етап от събирането на доказателства екипът сравнява мозъчната тъкан след смъртта от хора със и без шизофрения.
Сравнението разкри по-силна експресия в гена, който кодира Mpst в мозъчната тъкан на тези с шизофрения. Също така изглежда, че нивата на Mpst съответстват на тежестта на симптомите на шизофрения преди смъртта.
В друг набор от тестове изследователите са изследвали космените фоликули от 149 души с шизофрения и 166 без заболяването. Те откриха по-високи нива на протеина, който транскрибира информация от гена, който кодира Mpst във фоликулите от хората с шизофрения.
Епигенетичен произход на шизофренията
Шансовете за развитие на шизофрения включват взаимодействие на гени и околната среда. Пример за това взаимодействие са епигенетичните промени, при които химичните маркери на ДНК могат да променят генната експресия, като например включването и изключването им.
Тестовете върху мишки и следсмъртна човешка мозъчна тъкан показват, че по-високите нива на Mpst корелират с промени в ДНК, които водят до трайни промени в генната експресия. Знаейки това, екипът търси фактори на околната среда, които биха могли да причинят трайно покачване на Mpst.
Тъй като сероводородът може да предпази от възпаление, причинено от стрес, екипът се запита дали възпалителният стрес по време на ранното развитие на мозъка може да допринесе за първопричината за шизофренията.
„Открихме, че антиоксидативните маркери - включително производството на сероводород - които компенсират оксидативния стрес и невроинфламацията по време на мозъчното развитие са свързани с нивата на Mpst в мозъка на хората с шизофрения“, отбелязва д-р Йошикава.
Спекулирайки какво означава това за произхода на шизофренията, той предполага, че след като епигенетичната промяна включи свръхпроизводството на сероводород, тя продължава до края на живота на индивида. Той нарича тази шизофрения, предизвикана от „сулфиден стрес“.
„Нашите резултати предоставят нов принцип или парадигма за проектиране на лекарства и в момента тестваме дали инхибирането на синтеза на сероводород може да облекчи симптомите при миши модели на шизофрения.“
Д-р Такео Йошикава
