Биомаркер при шизофрении можно обнаружить в волосах человека

Биомаркер шизофрении можно обнаружить в волосах человека
                Экспрессия гена MPST (которая приводит к выработке сероводорода) была выше в посмертном мозге людей с шизофренией, чем в тех, которые не пострадали. Уровни белка MPST в этих мозгах также хорошо коррелировали с тяжестью предсмертных симптомов. Кредит: RIKEN

Работая с модельными мышами, головным мозгом человека и людьми с шизофренией, исследователи из Центра исследований мозга RIKEN в Японии обнаружили, что подтип шизофрении связан с аномально высоким уровнем сероводорода в мозге. Эксперименты показали, что эта патология, вероятно, является результатом модифицирующей ДНК реакции во время развития, которая длится в течение всей жизни. Помимо обеспечения нового направления исследований в области лекарственной терапии, уровни фермента, продуцирующего сероводород, могут превышать нормальные показатели в качестве биомаркера для этого типа шизофрении.
                                                                                       

Диагностировать расстройства мышления легче, когда можно найти надежный и объективный маркер. В случае шизофрении мы уже более 30 лет знаем, что она связана с аномальной реакцией испуга. Обычно мы не так сильно поражаемся шумовым всплеском, если меньший всплеск, называемый предымпульсом, появляется немного раньше. Это явление называется предимпульсным торможением (ИПП), потому что ранний пульс ингибирует реакцию испуга. У людей с шизофренией ИПП снижается, что означает, что их реакция на испуг не снижается настолько, насколько это должно быть после предимпульса.

Тест PPI ​​является хорошим поведенческим маркером, и хотя он не может напрямую помочь нам понять биологию шизофрении, он стал отправной точкой, которая привела к современным открытиям.

Исследователи из RIKEN CBS начали сначала искать различия в экспрессии белка между штаммами мышей, которые демонстрируют чрезвычайно низкий или очень высокий PPI. В конечном счете, они обнаружили, что фермент Mpst экспрессировался гораздо больше в мозге штамма мыши с низким PPI, чем в штамме с высоким PPI. Зная, что этот фермент помогает производить сероводород, ученые измерили уровни сероводорода и обнаружили, что они были выше у мышей с низким ИПП.

«Никто никогда не думал о причинно-следственной связи между сероводородом и шизофренией», — говорит руководитель группы Такео Тошикава. «Как только мы обнаружили это, мы должны были выяснить, как это происходит, и если эти результаты у мышей будут справедливы для людей с шизофренией».

Во-первых, чтобы убедиться, что Mpst был виновником, исследователи создали Mpst-нокаутную версию мышей с низким PPI и показали, что их PPI был выше, чем у обычных мышей с низким PPI. Таким образом, уменьшение количества Mpst помогло мышам стать более нормальными. Затем они обнаружили, что экспрессия гена MPST действительно была выше в посмертном мозге людей с шизофренией, чем в тех, которые не были затронуты. Уровни белка MPST в этих мозгах также хорошо коррелировали с выраженностью предсмертных симптомов.

Теперь у команды было достаточно информации, чтобы рассматривать экспрессию MPST как биомаркера шизофрении. Они исследовали волосяные фолликулы более чем у 150 человек с шизофренией и обнаружили, что экспрессия мРНК MPST была намного выше, чем у людей без шизофрении. Несмотря на то, что результаты не были идеальными — что указывает на то, что сульфидный стресс не учитывает все случаи шизофрении, — уровни MPST в волосах могут быть хорошим биомаркером шизофрении до появления других симптомов.

Развитие шизофрении у человека связано как с его генетикой, так и с окружающей средой. Тестирование на мышах и в мозге после смерти показало, что высокие уровни MPST были связаны с изменениями в ДНК, которые приводят к постоянно измененной экспрессии генов. Поэтому следующим шагом для команды был поиск факторов окружающей среды, которые могли бы привести к постоянному увеличению производства MPST.

Поскольку сероводород действительно может защитить от воспалительного стресса, группа предположила, что первопричиной может быть воспалительный стресс на раннем этапе развития. «Мы обнаружили, что антиоксидантные маркеры, включая выработку сероводорода, которые компенсируют окислительный стресс и нейровоспаление во время развития мозга, коррелировали с уровнями MPST в мозге людей с шизофренией», — говорит Йошикава.

Он предполагает, что, как только избыточное производство сероводорода будет воспламенено, оно сохраняется в течение всей жизни из-за постоянных эпигенетических изменений в ДНК, приводящих к шизофрении, вызванной «сульфидным стрессом».

Современные методы лечения шизофрении фокусируются на системе допамина и серотонина в головном мозге. Поскольку эти лекарства не очень эффективны и имеют побочные эффекты, Йошикава говорит, что фармацевтические компании отказались от разработки новых лекарств. «Для разработки новых лекарств необходима новая парадигма», — объясняет он. «В настоящее время около 30 процентов пациентов с шизофренией резистентны к терапии антагонистами допаминового D2-рецептора. Наши результаты дают новый принцип или парадигму для разработки лекарств, и в настоящее время мы проверяем, может ли ингибирование синтеза сероводорода облегчить симптомы на мышиной модели шизофрении. «