Цивилизация
Новые данные о генетической природе шизофрении опубликованы в двух статьях в последнем выпуске Nature. Это результат двух независимых исследований, каждое из которых сделано большой международной группой. В работе участвовали специалисты Медицинской школы Маунт-Синай, Массачусетского технологического института, Университета Северной Каролины (все три — США), Университета Кардиффа (Великобритания), шведского Каролинского института и других. Общий вывод, который можно сделать из этих работ, заключается в следующем:
шизофрения развивается под влиянием очень большого числа генов, в которых возникают довольно редкие мутации.
Это полигенная болезнь, и ее природа еще более сложна, чем считали ранее.
Шизофрения — тяжелое хроническое психическое заболевание, поражающее 1% мировой популяции. Так, в США имеются 2,4 млн пациентов с таким диагнозом. Симптомы шизофрении включают в себя слуховые и зрительные галлюцинации, паранойю, интеллектуальные и эмоциональные нарушения.
Пациентов лечат антипсихотическими средствами, которые мало изменились за последние 20 лет.
Исследования подтверждают большую роль наследственности в развитии болезни.
Основным методом исследования в обеих работах стало секвенирование генома (прочтение последовательности нуклеотидов ДНК). В последнее время, с развитием технологий секвенирования нового поколения, его стоимость снижается, и становится возможным в рамках одной работы прочитать множество геномов. Надо уточнить, что ученые секвенировали не полный геном, а только его малую часть, кодирующую белки, которая носит название экзом.
Авторы первой статьи , Шон Парселл и его коллеги, представили результаты секвенирования экзомов 2536 больных шизофренией и 2543 здоровых добровольцев, ДНК которых была собрана в Каролинском институте в Швеции. Сравнив геномные данные в выборке больных и здоровых, ученые описали мутации в десятках различных генов, причем каждая такая мутация является довольно редким событием. «Мутаций шизофрении» оказалось гораздо больше, чем считалось ранее.
Большая их часть была связана с белками синаптических контактов между нейронами, с проводящими путями мозга.
Эти мутации изменяли нейронную сеть и влияли на синаптическую пластичность, необходимое условие для обучения и памяти.
Учеными получена самая большая на сегодняшний день генетическая база по мутациям шизофрении, которую они сравнили с клинической картиной заболевания у разных пациентов.
«Новые исследования показали, что генетическая база шизофрении невероятно сложна и потребует дальнейших исследований РНК, белков и других молекул, чтобы нарисовать полную картину возникновения заболевания, — сказал Эрик Шадт, профессор геномики Медицинской школы Маунт-Синай. — Теперь, имея большой массив информации, мы можем приступить к анализу генной сети, участвующей в шизофрении, и на этой основе найти новые пути лечения пациентов».
Во второй статье Менахем Фромер и его коллеги представляют секвенирование экзома 623 «троек» — детей с диагнозом «шизофрения» и их родителей из Болгарии. При таком подходе, сравнивая геномы родителей и ребенка, ученые определяют так называемые мутации «де ново», те, которые отсутствовали у родителей, но имеются у ребенка. Это означает, что данные мутации возникли при формировании родительских половых клеток.
Генетики подсчитали, что мутации «де ново» — замены нуклеотидов, выпадения и вставки, ответственны за 5% случаев шизофрении.
Наиболее важные из этих мутаций затрагивали белки синаптических контактов, в том числе рецепторы на постсинаптической мембране, а также белки клеточного скелета — цитоскелета.
Ученые отмечают, что спектр мутаций «де ново», приводящих к шизофрении, перекрывался спектром мутаций аутизма и мутаций задержки интеллектуального развития.
«Сравнение геномов представляет собой очень информативный метод для исследования патофизиологии шизофрении, потому что традиционными методами эту болезнь трудно изучать, — объясняют авторы. — Вы не можете вырастить шизофрению в пробирке или изучать ее на моделях животных. Исследование геномов поможет нам выйти из темноты на свет и снабдит нас молекулярными ключами к шизофрении».
Ученые говорят и о том, что генетическая информация открывает новые возможности для лечения этой болезни. Появляется база для генотипирования пациентов, и открываются возможности персонализированного подхода к лечению.