Ученые обнаружили типы клеток, лежащие в основе шизофрении
Биологию шизофрении сложно изучать, поскольку сотни генов вовлечены в заболевание. Но теперь ученые определили несколько типов клеток, стоящих за болезнью.
Международная команда, возглавляемая исследователями из Каролинского института в Швеции и Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл, говорит, что эта работа должна упростить разработку экспериментов, которые приведут к новым, улучшенным методам лечения.
Отчет о совместных усилиях можно найти в научной статье, недавно опубликованной в журнале. Природа Генетика.
«Благодаря результатам этого исследования, - говорит соавтор исследования Йенс Хьерлинг-Леффлер, доцент и руководитель исследовательской группы кафедры медицинской биохимии и биофизики Каролинского института, - мы даем научному сообществу возможность сосредоточиться на свои усилия там, где это даст максимальный эффект ».
Шизофрения - это тяжелое и хроническое психическое заболевание, приводящее к инвалидности, которым страдает более 21 миллиона человек во всем мире.
Болезнь ухудшает поведение и человеческие качества, которые многие здоровые люди могут принять как должное, такие как восприятие, мышление, язык, эмоции и «самоощущение».
Общие симптомы включают: галлюцинации, при которых слышны голоса и «видны вещи», которых, по мнению других, нет; и заблуждения, или придерживание верований, которые ложны.
Медицинское лечение и психологическая поддержка могут быть эффективными, но даже с этой помощью, справляясь с таким тяжелым бременем в мире, может быть очень трудно получить квалификацию, сохранить работу и вести продуктивную жизнь.
Новые инструменты, "трансформирующие" биологические исследования
Причины шизофрении трудно определить. Ученые считают, что могут быть задействованы несколько факторов, в том числе взаимодействие между генами и окружающей средой, например, проблемы во время родов и воздействие вирусов.
Значительный прогресс был достигнут в идентификации генетических факторов, если принять во внимание сотни генов, которые исследования теперь связывают с шизофренией.
Однако, поскольку каждый ген оказывает лишь незначительный эффект, очень трудно решить, на каких из них следует сосредоточиться в исследовательских экспериментах и разработке лечения.
Основное внимание в этом недавнем исследовании уделяется тому, как типы клеток, которые можно охарактеризовать с помощью генных карт, связаны с болезнями. Такие направления исследований теперь возможны благодаря новому инструменту под названием «транскриптомика одиночных клеток».
Транскриптомика отдельных клеток «меняет наше понимание биологии», позволяя ученым количественно определять уровни экспрессии генов в отдельных клетках.
Карты экспрессии генов
Для нового исследования исследователи создали карты экспрессии генов для каждого типа клеток в головном мозге и сравнили их с подробным списком сотен генов, связанных с шизофренией.
Это помогло им определить конкретные типы клеток, которые, вероятно, вносят наибольший вклад в заболевание, а также те, которые могут вносить наименьший вклад.
«Мы обнаружили, - отмечают авторы, - что результаты общего варианта генома последовательно отображаются на пирамидные клетки, нейроны со средними шипами (MSN) и определенные интернейроны, но гораздо менее последовательно на эмбриональные клетки, клетки-предшественники или глиальные клетки».
Они также обнаружили, что типы клеток-участников связаны с определенными структурами и частями мозга и могут оказывать «различные» эффекты.
«Генетический риск, связанный с MSN, - продолжают авторы, - не перекрывался с риском глутаматергических пирамидных клеток и интернейронов, что позволяет предположить, что разные типы клеток играют биологически разные роли в шизофрении».
Команда предполагает, что результаты могут служить «дорожной картой» для исследования новых методов лечения.
«Отдельные препараты для каждого типа клеток?»
«Теперь один вопрос», - объясняет соавтор исследования Патрик Салливан, занимающий должности профессора кафедры медицинской эпидемиологии и биостатистики Каролинского института и кафедры генетики и психиатрии Университета Северной Каролины, - являются ли эти клетки мозга типы связаны с клиническими особенностями шизофрении ».
Такие вопросы помогают, например, выяснить, хуже ли ответ на лечение, если тип клеток особенно дисфункциональный. Кроме того, дисфункция другого типа клеток может привести к долгосрочным побочным эффектам, таким как когнитивные проблемы.
«Это может иметь важные последствия для разработки новых методов лечения, поскольку для каждого задействованного типа клеток могут потребоваться отдельные препараты», - объясняет профессор Салливан.
Команда считает, что благодаря новым инструментам, таким как одноклеточная транскриптомика, мы можем ожидать прорыва в нашем понимании биологии других сложных состояний, таких как большая депрессия, аутизм и расстройства пищевого поведения.
«Это знаменует собой переходный период в том, как мы можем использовать крупные генетические исследования для понимания биологии болезней».
Проф. Йенс Хьерлинг-Леффлер
