Обнаружена связь между экспрессией генов и психическими расстройствами.

С каждым годом все больше исследований занимают проблемы изучения психических расстройств, в частности, аутизма, шизофрении и депрессии.

Это очень сложная и одновременно интересная область знаний, которая рассматривается не только психиатрами, но и генетиками, так как все проблемы изучения нервной системы в итоге приводят к тому, что за это ответственна экспрессия определенных генов.

Недавно, в журнале Science была опубликована статья, посвященная проблеме изучения взаимосвязи генов и психических заболеваний с участием приматов.

• Анализ транскриптонов (оперонов) мозга человека после вскрытия выявляет общие черты генов, чрезмерно и недостаточно выраженных при шизофрении, биполярном расстройстве, аутизме и глубокой депрессии.

Согласно исследованию, опубликованному 8 февраля 2018 г. в Science, психические расстройства демонстрируют общие закономерности экспрессии генов. Исследователи проанализировали транскриптоны в посмертном мозге сотен людей с аутизмом, шизофренией, биполярным расстройством, депрессией или алкоголизмом, а также здоровых людей для контроля, чтобы узнать о том, как изменяется экспрессия генов в больном мозге.

• “Всегда были споры об определяющих характеристиках психиатрических расстройств, таких как шизофрения и аутизм", - говорит Дэвид Амарал, директор по исследованиям в Институте психических расстройств (Medical Investigation of Neurodevelopmental Disorders) Калифорнийского университета (Дэвис), который не участвовал в исследовании. “Тот факт, что существует некоторое генетическая связь между расстройствами, указывает на то, что двусмысленность оправдана.”

Дэниел Гешвинд, невролог, Университет Калифорнии (Лос-Анджелес), который руководил работой, и его коллеги хотели определить молекулярные шаблоны для психических расстройств, и они думали, что массив транскриптов мРНК в мозге может быть таким шаблоном, говорит он. Его исследование выявляет общие закономерности дифференциальной экспрессии генов среди людей с аутизмом, шизофренией или биполярным расстройством. Тем не менее, у пациентов с шизофренией, биполярным расстройством или депрессией у транскриптомов головного мозга возникли другие общие черты.

“Я думаю, что исследование заслуживает похвалы с точки зрения методологической точности", - говорит София Франгу, психиатр медицинской школы Icahn на горе Синай (Нью-Йорк), которая также не участвовала в работе. Результаты исследования не особенно показательны, добавляет она, потому что уже известно, что многие генетические варианты связывают различные психические расстройства. “Приятно видеть, что эти совпадения распространяются на экспрессию генов, но во многих отношениях это скорее подтверждающее, чем прямо новое исследование.”

Ученые обнаружили соответствие между дифференциальной экспрессией генов и наличием определенных SNP, что позволяет предположить, что эти изменения транскриптома имеют генетическую основу.

Исследователи уже знали достаточно много о генетических вариантах, которые повышают риск психических расстройств, и исследования показали, что существует совпадение между генетическими факторами риска для некоторых расстройств—например, между биполярным расстройством и шизофренией — но меньше было известно о том, как изменяется активность генов в мозге людей с различными психиатрическими аномалиями.

Чтобы разобраться в этом вопросе, исследователи собрали данные из ранее опубликованных исследований микрочипов транскриптов РНК, присутствующих в посмертном мозге пациентов с пятью психиатрическими заболеваниями, а также в контрольной группе.

• Затем они проанализировали данные, полученные в общей сложности из 700 мозгов, чтобы определить, во-первых, гены, которые были чрезмерно или недостаточно экспрессированы у людей с расстройством по сравнению с контролем, и, во-вторых, были ли какие-либо из этих моделей дифференциальной экспрессии генов разделены между пятью расстройствами.

Потом, в так называемом сетевом анализе, исследователи искали изменения в экспрессии групп генов, называемых модулями, которые, как правило, транскрибируются вместе.

В головном мозге пациентов с биполярным расстройством или шизофренией были усилены модули, связанные как с микроглией (иммунными клетками мозга), так и с астроцитами (глиальными клетками, участвующими в воспалительном ответе, синаптическом поддержании и других функциях). В мозге людей с аутизмом, микроглиальные модули, не связанные с астроцитами, были активированы.

• Во всех трех случаях регулирование этих модулей предполагает какую-то воспалительную реакцию, говорит Гешвинд.

Кроме того, ученые использовали независимо собранные данные RNAseq от консорциума PsychENCODE для анализа уровней РНК в мозге пациентов с аутизмом, шизофренией или биполярным расстройством, и их результаты подтвердили их выводы из данных микрочипов.

Команда Гешвинда также сравнила изменения экспрессии генов, которые они наблюдали в мозге у психиатрических пациентов, с изменениями в мозге приматов на психиатрических лекарствах, чтобы гарантировать, что любые лекарства, которые пациенты, возможно, принимали, не были ответственны за образцы экспрессии генов, о которых сообщалось в исследовании.

Обнадеживает то, что обнаруженные сигнатуры генной активности мозга у психиатрических пациентов, как правило, идут в противоположных направлениях от тех, которые находятся в мозге у обработанных наркотиками приматов.

• Наконец, исследователи обнаружили соответствие между дифференциальной экспрессией генов и наличием определенных однонуклеотидных полиморфизмов (SNP), предполагая, что эти изменения транскриптома имеют генетическую основу.
  

«В этом исследовании подчеркивается, что для понимания генетической архитектуры психических расстройств, таких как шизофрения и аутизм, нам необходимо изучить мозг пострадавших людей», - говорит Амарал изданию The Scientist. «Я считаю, что этот тип исследований является самым быстрым путем для разработки целевых методов лечения этих расстройств.”

Гешвинд соглашается. “Надежда состоит в том, что, определяя молекулярную патологию этих расстройств, она дает нам более четкое представление о состоянии мозговых цепей, и что, понимая это, может помочь нам направить терапию в нужном направлении."

Франгу пока не решается экстраполировать результаты на клинические действия. "Любой из определенных генов или SNP, которые они идентифицировали, вносит действительно незначительный вклад в клиническую картину отдельных пациентов», - говорит она, добавляя, что, поскольку данные поступают из посмертного мозга, анализ «на самом деле не дает особой информации. о том, как эти изменения в экспрессии генов могут происходить в жизни."

• Исследования Гешвинда и коллег не остались незамеченными, и несколько лабораторий начали работы в этой области.

Поэтому, ждем новостей)