Генетическая подоплека шизофрении раскрыта сказал в четверг.
Цвета и формы используются для демонстрации неврологических различий между мозгом двух людей. Синие овалы обозначают области основных функций, которые относительно мало различаются, в то время как размытый фронт, связанный со сложным мышлением, больше всего различается у разных людей. Ученые заявили в четверг, что разрушительное психическое заболевание шизофрения может быть вызвано множеством различных мутаций во многих различных генах, которые нарушают биологические пути, жизненно важные для нормального развития мозга. REUTERS/Национальные институты здравоохранения/Раздаточный материал
Шизофрения — это сложное расстройство, характеризующееся бредом, галлюцинациями и нарушением мышления, которое встречается примерно у 1 процента всех взрослых. Эксперты долго пытались понять его причины и роль генетики и факторов окружающей среды.
Две группы исследователей опубликовали в журнале Science новые открытия в области генетики.
Исследователи обнаружили, что делеции и дупликации ДНК, нарушающие работу генов, гораздо чаще встречаются у шизофреников.
Эти нарушенные гены часто связаны с путями, критически важными для развития мозга. Они включают в себя создание инфраструктуры, в которой взаимодействуют нейроны, а также такие функции, как рост и миграция нейронов и гибель клеток.
«Вы фактически испортили способ регуляции роста мозга», — сказал доктор Джон Макклеллан из Вашингтонского университета в Сиэтле, один из исследователей.
Исследователи из Вашингтонского университета и лаборатории Колд-Спринг-Харбор в Колд-Спринг-Харбор, штат Нью-Йорк, изучили ДНК 150 шизофреников и 268 здоровых людей. Эти генетические делеции и дупликации присутствовали у 15% больных шизофренией и только у 5% здоровых людей.
Группа исследователей из Национального института здравоохранения США пришла к аналогичным результатам, изучая другую группу шизофреников, у которых болезнь развилась в детстве.
Крошечные генетические сбои были замечены примерно у 20 процентов из них.
Считается, что шизофрения, которая начинается в детстве, а не во взрослом возрасте, является более глубокой и генетически обусловленной версией болезни.
Открытие может вдохновить на создание новых лекарств, направленных на стабилизацию мозговых путей, нарушенных генетическими аномалиями, говорят исследователи.
«Выявление генов, предрасположенных к этим мутациям в путях развития мозга, открывает перспективы для лечения и профилактики шизофрении, а также широкого спектра других нарушений развития нервной системы мозга», — д-р Томас Инсел, глава Национального института психического здоровья, говорится в заявлении.
Лечение шизофрении было непростым делом. Многие лекарства доступны. Они часто работают в краткосрочной перспективе для улучшения таких симптомов, как галлюцинации и бред, но обычно они менее эффективны в долгосрочной перспективе. Кроме того, препараты лечат симптомы, а не лечат основное заболевание.
«Абсолютно верно, что генетические причины неуловимы. Всегда было признание того, что у него, вероятно, есть несколько причин, он сложный и, вероятно, имеет взаимодействие как между генами, так и с окружающей средой», — сказал Макклеллан.
«Во всяком случае, наши результаты могут указывать на то, что это даже сложнее, чем мы подозревали, потому что могут быть буквально тысячи и тысячи различных мутаций во множестве различных генов», — сказал Макклеллан.
Под редакцией Мохаммада Заргама
Путь к перспективным методам лечения шизофрении
В течение последних 15 лет исследователи из Центра психиатрических исследований Стэнли при Массачусетском технологическом институте и Гарварде работали над расшифровкой биологических причин шизофрении, от которой страдают 20 миллионов человек во всем мире.
Консорциум под названием Schizophrenia Exome Meta-Analysis (SCHEMA), возглавляемый Центром Стэнли, опубликовал новое исследование, в котором сообщается о десяти генах, которые оказывают глубокое влияние на риск развития шизофрении, намного большее, чем ранее обнаруженные гены.
Эти последние результаты SCHEMA особенно интересны для содиректора Stanley Center Моргана Шенга — нейробиолога и врача-ученого, имеющего опыт как в фундаментальных исследованиях, так и в разработке лекарств. Он провел десять лет в биотехнологической компании Genentech в качестве вице-президента по неврологии, прежде чем присоединиться к Broad в 2019 году.. В Центре Стэнли его и другие лаборатории глубже изучают функции генов, обнаруженных с помощью анализа SCHEMA, с целью поиска новых терапевтических средств.
Шэн рассказал нам о результатах SCHEMA и о том, как они могут изменить исследования шизофрении.
В чем уникальность анализа SCHEMA?
Шизофрения в значительной степени является генетически детерминированным заболеванием. Важно выяснить его генетические причины и найти лежащие в их основе гены. До этого момента было проведено множество полногеномных ассоциативных исследований (GWAS), но часто трудно найти причинный ген из GWAS.
Хотя обнаруженные ранее распространенные генетические варианты важны, их изучение может быть затруднено — размер влияния этих вариантов довольно мал. Они могут увеличить или уменьшить вероятность заболеть шизофренией примерно на 10 процентов.
СХЕМА другая. Он безошибочно идентифицирует причинный ген и сообщает вам, что с ним пошло не так. Важно отметить, что генетические варианты, обнаруженные с помощью SCHEMA, имеют очень большой эффект. Таким образом, вместо варианта, увеличивающего риск шизофрении на 10 процентов, варианты SCHEMA могут увеличить этот риск в десять раз или даже больше.
Итак, это не совсем то же самое, что моногенное заболевание, когда мутация в одном гене неизбежно вызывает заболевание, но оно начинает приближаться к этому. Это повышает нашу уверенность в том, что эти гены с их значительным влиянием на риск заболевания играют большую роль в развитии шизофрении.
Как эти усилия продвигают вперед исследования шизофрении?
В настоящее время SCHEMA идентифицировала около 10 генов с редкими вариантами, которые значительно повышают риск шизофрении, и еще около тридцати генов всплывают на поверхность.
Такие редкие варианты привлекательны тем, что они фактически отменяют функцию гена и сильно влияют на риск заболевания. Это облегчает их изучение, и они открывают широкие возможности для изучения биологических механизмов.
Что также интересно, так это то, что некоторые из этих редких вариантов генов можно принимать с помощью наркотиков. Итак, если ген поддается лечению и проявляется как редкий вариант с потерей функции, вызывающий шизофрению, то вы можете себе представить, что терапевтическое средство, которое каким-то образом увеличивает активность этого гена, может принести пользу некоторым пациентам с шизофренией.
Как выглядит путь к терапии?
За время, проведенное в промышленности, я понял, что терапевтическая работа — это не просто открытие лекарств. Во-первых, вам нужно понять механизм болезни, и генетика человека может дать вам ключ к этому. И я думаю, что Центр Стэнли добился революционного прогресса в генетике психических заболеваний, таких как шизофрения.
Еще одна вещь, которую я узнал, это то, что вам нужны биомаркеры для продвижения терапии. Биомаркеры могут помочь вам выбрать пациентов, подходящих для вашей терапевтической гипотезы для клинических испытаний новых лекарств, и могут сказать вам, оказывает ли ваше лекарство ожидаемый эффект.
Я взволнован, потому что с генами SCHEMA у шизофрении внезапно появилась куча действенных генов, в которые мы действительно можем углубиться — и некоторые из них даже являются мишенями для наркотиков. Для генов SCHEMA, на которые лекарство не оказывает непосредственного воздействия, если мы лучше поймем механизм, с помощью которого они вызывают шизофрению, мы сможем найти многообещающие мишени для терапевтического вмешательства.
Значит, есть над чем поработать. Мы уже изучаем гены SCHEMA на моделях мышей, чтобы понять лежащие в их основе нейробиологические механизмы, а также создаем другие модели животных. Мы рады обнаружить в предварительных экспериментах, что мыши с мутациями в генах SCHEMA, которые имитируют заболевание человека, демонстрируют интересные нейробиологические изменения, такие как аномальная ЭЭГ и измененные паттерны экспрессии генов в определенных областях мозга и типах клеток.
