Stanfordo medicinos mokslininkai kuria periodinę psichikos sutrikimų lentelę, kuri padeda geriau suprasti šias sąlygas ir atveria kelią tikslingam gydymui.
Sujungus dvi masines, viešai prieinamas duomenų bazes – viena žymi genus, susijusius su psichikos sutrikimais, o kita rodo, kurios ląstelės, kuriose žmogaus smegenų dalyse kurį iš mūsų genų naudoja daugiausiai, – jos įtraukė tam tikrus ląstelių tipus, esančius tam tikruose smegenų regionuose, sergant šizofrenija.
Kaip ir periodinė elementų lentelė, kuri leido mokslininkų kartoms numatyti dar neatrastų elementų egzistavimą ir jau žinomų elementų elgesį, smegenų ląstelių klasifikavimo sistema yra dviejų stebėjimų rinkinių rezultatas.
Pirmajame proveržis atsirado dėl elementų suskirstymo į dvimatį tinklelį, pateikiant juos ne tik pagal protonų skaičių, kuriame yra jų atomai, bet ir pagal jų chemines savybes.
Pastarasis taip pat sujungia dvi atskiras stebėjimų serijas, patvirtinančias vaizdo gavimo ir skrodimo išvadas ir atskleidžiančias anksčiau neįtartas ląsteles konkrečiuose smegenų regionuose, kurios gali būti psichikos sutrikimų patologijos dalyviai.
sausio 20 d. buvo paskelbtas tyrimas, kuriame išsamiai aprašomos šios išvados. Gamtos neuromokslai. Prie darbo prisidėjo ir mokslininkai iš Alabamos universiteto Birmingemo ir San Francisko universiteto.
Vis dar eksperimentinis kombinatorinis metodas atskleidžia naują būdą sužinoti apie psichikos sutrikimus apskritai, sakė tyrimo vyresnioji autorė Laramie Duncan, Ph.D., psichiatrijos ir elgesio mokslų docentė.
Periodinė ląstelių lentelė
Naujasis tyrimas patvirtina daug ankstesnių išvadų, gautų iš vaizdo gavimo ir pomirtinių audinių analizės, susijusių su smegenų būsto struktūrų vietomis, kurios yra įtartinai mažos arba kur nervinių ląstelių signalizacija sutrikusi sergant šizofrenija. Tai taip pat apima naujus smegenų ląstelių tipus, kuriems šizofrenijos tyrėjai anksčiau neskyrė dėmesio. Be to, pagrindinėse smegenų struktūrose buvo atkasti smegenų ląstelių tipai, kurie būdingi psichikos sutrikimams, išskyrus šizofreniją.
„Psichikos sutrikimai yra paslaptingi, net jei jie bet kuriuo metu paveikia mažiausiai penktadalį gyventojų”, – sakė Duncanas. Tačiau psichikos sutrikimų gydymo kūrimo tempas buvo labai lėtas.
„Iš dalies taip yra todėl, kad šie sutrikimai yra tokie sudėtingi“, – sakė ji. „Tačiau taip yra ir dėl to, kad mes neturime gero neurobiologinio supratimo apie tai, kas juos sukelia. Svarbiausias žingsnis į priekį siekiant suprasti, kodėl žmonėms išsivysto šie sutrikimai, yra nustatyti kai kuriuos tikslius smegenų ląstelių tipus, kurie juos sukelia.”
Žinojimas, kad tam tikros rūšies ląstelė yra susijusi su psichikos sutrikimu, taip pat žinojimas, kaip ta ląstelė paprastai veikia ir kur ji gyvena, leidžia suprasti, kaip tos ląstelės tipo disfunkcija gali prisidėti prie sutrikimo. Kadangi yra žinomi daugelio ląstelių tipų receptoriai, tai taip pat nenurodo, kokie vaistai gali būti naudingi šizofrenijai.
Tai lengva pasakyti. Tačiau smegenis sunku ištirti. Norint paimti ląsteles giliai tame organe, paprastai reikalinga autopsija, o ne biopsija. Priešingai, mokslininkų naudojamas metodas yra neinvazinis: jam reikia skaičiavimo, o ne chirurginės operacijos ar net vaizdo gavimo.
Tyrėjai daugiausia dėmesio skyrė šizofrenijai, nes tai rimtas sutrikimas, aptinkamas visame pasaulyje (apie 0,5 % visų asmenų); genai sudaro maždaug 70–80 % žmonių tikimybės susirgti šizofrenija – didžiausias genetinis indėlis į bet kokį psichikos sutrikimą; ir tai patikimiau diagnozuojama nei kiti sutrikimai.
„Šizofrenija yra esminis psichikos sutrikimas”, – sakė Duncanas. Jai būdingos haliucinacijos (žmonės mato ar girdi tai, ko nemato kiti), kliedesiai (tiki esantys kažkuo kitu, dažnai žinomi) ir dideli sunkumai atliekant kasdienę veiklą.
Tai pražūtinga. „Daugeliui simptomai yra tokie sunkūs, kad šizofrenija sergantys žmonės galiausiai miega gatvėse“, – sakė Duncanas.
Vienas plius vienas lygus trims
Viena iš dviejų duomenų bazių, kurias naudojo mokslininkai, buvo paimta iš didelio genomo masto asociacijos tyrimo arba GWAS. Genų dažnai būna versijų – jie dažniausiai yra identiški vienam asmeniui, tačiau santykinai nedideli skirtumai tarp ir artimų genų gali turėti didelių skirtumų, kaip ir kiek jie įtakoja ląstelių, kuriose šie genai yra aktyvūs, elgseną. .
GWAS tyrėjai ištiria daugybės žmonių, turinčių ir neturinčių dominančių bruožų, tarkime, šizofrenija, genomus ir juos lygina, kad sužinotų, ar žmonėms, turintiems šį bruožą, yra neproporcingai didelė tikimybė, ar mažai tikėtina, kad jie turi vienokią ar kitokią bet kurio žmogaus versiją. arba daug genų.
Neseniai atliktas GWAS išanalizavo 320 404 žmonių grupę ir aptiko 287 genus, kuriuose arba šalia jų viena genetiškai kintamos dalies versija statistiškai buvo per didelė tarp šizofrenija sergančių žmonių. Grupė savo tyrimui atkreipė dėmesį į šiuos „su šizofrenija susijusius genus“.
Antroji duomenų bazė buvo smegenis apimantis katalogas, rodantis, kokius genus ir kiek jų aktyviai naudoja kiekviena skirtingo tipo ląstelė tam tikroje žmogaus smegenų dalyje. Visos ląstelės iš esmės turi tą pačią genų krūvą, tačiau skirtingos tų genų grupės yra naudojamos, tarkime, nervų ląstelėje, palyginti su kepenų ląstelėmis, arba net skirtingose nervų ląstelėse.
Apžiūrėjus 3 369 219 ląsteles, išskirtas iš 105 skrodytų žmogaus smegenų regionų, buvo nustatytas 461 ląstelių tipas pagal skirtingus genų naudojimo būdus ir iš kur ląstelės atsirado. Tyrėjai šukavo šią duomenų bazę smegenų ląstelėms, intensyviai naudodami genus, GWAS identifikuotus kaip susijusius su šizofrenija. Šios ląstelės buvo laikomos tikėtinomis kandidatėmis į šizofrenijos patologiją.
Mokslininkai nustatė 109 ląstelių tipus, atitinkančius šį aprašymą, ir 10 tipiškų ląstelių tipų, kurie statistiškai buvo labiausiai susiję su liga.
Dviejų labiausiai su šizofrenija susijusių ląstelių tipai turėjo panašias funkcijas – selektyviai slopino ir todėl formavo sužadinimo aktyvumą smegenų žievėje, atokiausioje ir vėliausiai išsivysčiusioje žmogaus smegenų struktūroje. Šie du ląstelių tipai atskirai lokalizuoti dviejuose skirtinguose tos šešių sluoksnių smegenų dangos sluoksniuose. Atliekant pomirtinius šizofrenija sergančių pacientų smegenų tyrimus, abu sluoksniai buvo susitraukę.
Tyrėjai taip pat nustatė smegenų ląstelių tipą, kuris nebuvo susijęs su šizofrenija. Jis yra retrosplenialinėje žievėje, kuri, kaip nustatyta, vaidina žmonių savęs jausmą (buvimo savo kūne jausmą, o ne nuo jo atsiribojus).
„Retrosplenialinė žievė negavo daug dėmesio, tačiau ji gali būti pagrindinė kai kurių psichikos sutrikimų grandinės sudedamoji dalis“, – sakė Duncanas. „Savo jausmo sutrikimas yra patirtis, būdinga keletui psichikos sutrikimų. Mes nustatėme, kad tos pačios ląstelės yra susijusios su kiekvienu mūsų nagrinėtu psichikos sutrikimu.”
Kiti du skirtingi su šizofrenija susiję ląstelių tipai gyvena smegenų struktūroje, vadinamoje migdoline dalele, kuri laikoma nervinių ląstelių veiklos centru, susijusiu su grėsmės vertinimu ir baime. (Baimė yra vienas iš pagrindinių emocinių bruožų daugeliui sergančiųjų šizofrenija.) Hipokampe buvo rasti du papildomi su šizofrenija stipriai susijusių ląstelių tipai, o vienas – talamuose.
Šios trys evoliuciškai senos subkortikinės struktūros yra tiksliai tos pačios subkortikinės struktūros, kurios vaizdavimo tyrimuose patikimiausiai rodo šizofrenijos smegenų susitraukimą, palyginti su sveikų žmonių smegenimis.
Kelias į personalizuotą mediciną
„Dabar turime planą, kuriame pateikiamos konkrečios kryptys, kaip suprasti šį sutrikimą“, – sakė Duncanas. „Tiksliai žinome, kuriuos ląstelių tipus toliau tirti laboratorijoje, turime naujus vaistų taikinius ir naudojame atskirų pacientų genetinę informaciją, kad nuspėtume, kokius vaistus žmogus turėtų vartoti.
Duncan sakė, kad ji mano, kad prireiks šešerių ar septynerių metų, kol mokslininkai turės naudingų klinikinių pritaikymų, pavyzdžiui, pritaikys pacientus gydymui.
„Mūsų tyrimas nenagrinėjo ląstelių, kuriose su šizofrenija susiję genai buvo nepaprastai neaktyvūs“, – sakė ji. „Mes norime patobulinti savo modelį, kad apimtų tiek nepakankamai, tiek per daug atstovaujamus genus, kad gautume dar geresnį supratimą apie susijusius ląstelių tipus. Be to, išplečiame modelį, įtraukdami daugiau psichikos sutrikimų.
„Tikimės nustatyti žmonių grupes, kurių ląstelių tipo profiliai būdingi konkretiems sutrikimams arba tų sutrikimų pogrupiams“, – sakė ji. „Tai gali padėti mums numatyti arba atrasti, kurie seni ar nauji vaistai arba jų deriniai geriausiai veiks konkrečiam pacientui.