Как найти шизофрению в геноме
Всемирный день психического здоровья, учрежденный в 1992 году, проводится ежегодно для того, чтобы привлечь внимание к проблеме распространения психических заболеваний, которых с каждым годом становится все больше. По информации ВОЗ, депрессией в данный момент страдают около 300 миллионов человек во всем мире (данные ВОЗ на апрель 2017 года), эта болезнь выходит на первое место среди причин нетрудоспособности населения. К психическим заболеваниям относят также шизофрению (21 миллион больных), биполярное расстройство (60 миллионов), разные виды деменций (старческое слабоумие - 47,5 миллиона) и болезни развития, например аутизм.
На данный момент понятно, что многие психические заболевания имеют наследственный характер, а это значит, что их признаки можно найти в геноме. Сотни лабораторий по всему миру пробуют искать "гены болезни", а также генетически моделировать психические заболевания человека на животных. Здесь ученые разделились на две группы: одни считают, что смоделировать, например, такую болезнь, как шизофрения, на мышах невозможно, так как у них слабо развита префронтальная кора (Cortex praefrontalis), которая отвечает за абстрактное мышление и принятие сложных решений (она особенно сильно связана с шизофренией). Другие же полагают, что мыши с похожими на шизофрению признаками вполне могут быть получены.
Так, в новосибирском Институте цитологии и генетики (ФИЦ ИЦиГ СО РАН) для исследования шизофрении вывели единственную в мире генетическую линию крыс, своим поведением копирующих больных людей.
Эти животные похожи на шизофреников и по своему виду, и по уровню гормонов, и по уровню медиаторов стресса в мозгу. Однако речь в данном случае идет о каталепсии - спонтанном застывании и последующем непроизвольном возбуждении, - это частый, но не обязательный признак шизофрении. И тем не менее данные результаты были получены впервые.
"Мы отбирали крыс, застывающих на длительный период, и в итоге получили животных со сниженным содержанием медиаторов, гормонов (в том числе и половых), с повышенным уровнем беспокойства и страха, с лысинами на шерсти и с более низким весом, - говорит старший научный сотрудник лаборатории эволюционной генетики ИЦиГ СО РАН Татьяна Алехина. - Так что на сегодняшний день в линии "генетическая кататония" мы имеем модель шизофрении, депрессии и невроза".
И тем не менее причины шизофрении пока не удается выявить. На данный момент неясен даже процент участия в этой болезни генетических факторов. Три гипотезы, объясняющие запуск шизофрении, не новы, они обсуждаются во всем мире.
Первая гипотеза состоит в том, что эту болезнь провоцируют нарушения во внутриутробном развитии. Эта гипотеза появилась после того, как стало известно, что инфекции у беременных матерей повышают риск развития шизофрении. Нейротрансмиттеры - это эндогенные вещества, которые передают импульсы от нейрона (нервной клетки) к нейрону через синапсы. Теория основана на том, что нейроны, использующие медиатор дофамин, слишком часто возбуждаются и передают слишком много посланий, таким образом продуцируя симптомы заболевания. Однако эта гипотеза не вскрывает причину, по которой происходит "дофаминовый сбой".
Считается, что некоторые люди наследуют биологическую предрасположенность к шизофрении, а впоследствии у них развивается это заболевание, когда они сталкиваются с сильным стрессом, обычно в юности или молодости.
В этом случае понятно, что можно обнаружить "ген шизофрении". Однако на данный момент совершенно ясно, что эта болезнь имеет полигенную природу, поэтому ученые в разных лабораториях перебирают возможные гены и их комбинации. Пока удалось лишь понять, что эти гены расположены в том же локусе (местоположение определенного гена на генетической или цитологической карте хромосомы), что и гены, отвечающие за развитие болезни Альцгеймера.
Неудача с разгадкой причин шизофрении сбалансирована удачами ученых в борьбе с болезнью Альцгеймера. Сейчас известны уже три гена, которые можно использовать для диагностики этой болезни, использование четвертого дискутируется. Эти же гены можно будет применять и для мишеней в создании новых высокоэффективных лекарств.
