Ученые впервые открыли молекулярный процесс в мозгу, который может вызывать шизофрению. Исследователи, принявшие участие в важной научной работе, результаты которой были опубликованы в среду в журнале Nature, говорят, что открытие этого нового генетического канала показывает, какие неврологические нарушения происходят у молодых людей, страдающих этим изматывающим недугом.
Данное исследование стало переломным моментом, дав возможность для раннего диагностирования и новых методов лечения, которые еще год назад были немыслимы. Об этом говорит Стивен Хайман (Steven Hyman), работающий директором Центра психиатрических исследований имени Стэнли в Институте Броуда при Массачусетском технологическом институте. Хайман, ранее возглавлявший Национальный институт психиатрии, называет данное открытие «самым важным исследованием механизмов химической реакции в шизофрении за всю историю».
«Я упертый, старый, брюзгливый скептик, — сказал он. — Но я в восторге от этих вещей».
Исследователи, представляющие главным образом Центр психиатрических исследований имени Стэнли, медицинский факультет Гарварда и Бостонскую детскую больницу, обнаружили, что риск заболевания шизофренией у человека резко увеличивается, если он унаследовал варианты гена, важные для «синаптического прунинга», как называют сокращение числа ненужных нейронов и связей между ними при взрослении клеток мозга.
У пациентов с шизофренией изменение одной-единственной позиции в последовательности ДНК требует удаления слишком большого количества синапсов, и тогда прунинг выходит из-под контроля. Результатом является аномальная потеря серого вещества.
Соответствующие гены подают на нейроны сигнал типа «съешь меня», говорит участница исследования нейробиолог Бет Стивенс (Beth Stevens), работающая в Бостонской детской больнице и в Институте Броуда. «Они помечают слишком много синапсов, и эти синапсы погибают».
Директор-учредитель Института Броуда Эрик Ландер (Eric Lander) считает, что данное исследование является ошеломляющим прорывом в науке. «Мы берем этот черный ящик… и впервые заглядываем вовнутрь. Это исключительно важно и будет иметь огромные последствия», — говорит он.
Данное открытие было сделано довольно быстро. В июле 2014 года ученые из Института Броуда опубликовали результаты самого крупного геномного исследования шизофрении, в ходе которого нашли более 100 генетических локусов, связанных с шизофренией. Основываясь на данных исследования, генетик из Гарварда и Института Броуда Стивен Маккэррол (Steven McCarroll) проанализировал информацию по 29 тысячам случаев шизофрении, по 36 тысячам контрольных групп и по 700 вскрытиям головного мозга. Информацию собирали из десятков исследований, проведенных в 22 странах. Вся она вошла во всемирную базу данных под названием «Консорциум психиатрической геномики».
В графическом изображении один участок показал самую сильную связь. Его назвали «Манхэттенским участком» за схожесть с высотными зданиями этой части Нью-Йорка. Самый высокий пик был на шестой хромосоме, где коллектив Маккэррола обнаружил разновидность гена. Хромосома 4 — «темный угол человеческого генома», сказал он. Данный участок трудно расшифровать, потому что он обладает «поразительным разнообразием».
Хромосома 4 и многие другие гены расположены на участке шестой хромосомы, отвечающей за иммунную систему. Там происходит очищение мозга от патогенов и прочего клеточного мусора. Авторы исследования выяснили, что один из вариантов четвертой хромосомы — компонента С4А — больше всего связана с риском заболевания шизофренией.
По данным Всемирной организации здравоохранения, всего в мире шизофренией болеет свыше 25 миллионов человек, в том числе, от двух до трех миллионов американцев. Эта наследственная болезнь является одним из самых серьезных психических недугов, ежегодные экономические издержки от которого только в США исчисляются десятками миллиардов долларов ежегодно.
«Это исследование по-настоящему поражает, — говорит заместитель медицинского директора Национального союза психических заболеваний Жаклин Фельдман (Jacqueline Feldman). — Мы, как ученые и врачи, вынуждены умерять свой энтузиазм, потому что этот путь мы уже проходили. Тем не менее, это очень интересно».
За долгие годы возникли сотни различных теорий о шизофрении, но одна из самых долговечных загадок заключается во взаимосвязи между тремя выдающимися открытиями: очевидная причастность иммунных молекул, такая закономерность как частое появление шизофрении в поздней юности, а также истончение серого вещества, наблюдаемое при вскрытии.
«Что важно в данном результате, — говорит ведущий автор исследования Маккэррол, — это то, что многое сейчас становится понятно, причем из других категорий. Результат можно подключить к этим наблюдениям, как и результаты генетических исследований десятков тысяч подопытных участников исследования. Я думаю, такое сочетание делает это исследование особенным».
Авторы подчеркивают, что свои выводы, в которых сочетается фундаментальная наука и масштабный анализ генетических исследований, они сделали благодаря тесному сотрудничеству специалистов по генетике, молекулярной биологии, возрастной нейробиологии и иммунологии.
«Еще пять лет тому назад это было бы невозможно, — говорит Хайман. — Для этого требуется обработка огромного массива данных…. Когда я был директором Национального института психиатрии, люди выступали против такого сотрудничества. Они жили в эпоху фараонов. Они хотели, чтобы их похоронили вместе с собранными ими данными».
Проведенное исследование открывает новые возможности для изучения шизофрении, где долгие годы существовал застой. Большинство препаратов для лечения психических заболеваний нацелены на прерывание психотического мышления, однако специалисты в один голос говорят, что психоз это просто один из симптомов, причем возникает он на поздней стадии. Исследователей из области психиатрии от других ученых-медиков отличает одна важная трудность, состоящая в том, что они не могут вырезать шизофрению из мозга, чтобы рассмотреть ее под микроскопом. Да и подопытные животные в этом деле не помощники.
По словам Стивенса, сейчас все изменилось. «Теперь у нас появился мощный молекулярный рычаг, путь к гену, что позволяет разрабатывать более совершенные модели», — отмечает он.
Но это не значит, что до исцеления осталась пара шагов.
«Это первая интересная подсказка, может быть, даже самая важная из всего, что у нас есть. Но пройдут десятилетия, прежде чем будет найдено настоящее лекарство, — говорит Хайман. — Надежда это прекрасная вещь. Но не ложные обещания».
