Mohla by analýza vlasů diagnostikovat schizofrenii?
Nový přístup ke zkoumání biologického původu schizofrenie identifikoval jako faktor nadměrnou produkci sirovodíku v mozku.
Nedávný EMBO Molekulární medicína studie rovněž naznačuje, že enzym, který pomáhá produkovat sirovodík v mozku a zanechává stopu v lidských vlasech, může sloužit jako presymptomatický biomarker pro podtyp schizofrenie.
Vědci navrhují, aby tato zjištění mohla vést k nové třídě léků na schizofrenii. Současná léčba zaměřená na dopaminové a serotoninové systémy v mozku není vždy účinná a vyvolává vedlejší účinky.
"Cílení na metabolickou cestu sirovodíku poskytuje nový terapeutický přístup," uzavírají autoři, jejichž vyšetřování zahrnovalo geneticky upravené myši, posmrtnou lidskou mozkovou tkáň a lidi se schizofrenií i bez ní.
Senior autor studie Dr. Takeo Yoshikawa, který vede tým molekulární psychiatrie v RIKEN Center for Brain Science v Japonsku, konstatuje, že farmaceutické společnosti přestaly vyvíjet nové způsoby léčby schizofrenie.
„Pro vývoj nových léků je zapotřebí nového paradigmatu,“ poznamenává a dodává, že „v současné době je asi 30% pacientů se schizofrenií rezistentních na terapii antagonisty dopaminových D2-receptorů.“
Při hledání spolehlivější značky
Stručně řečeno, nová studie zkoumá molekulární základy behaviorálního markeru schizofrenie zvaného inhibice prepulse k identifikaci spolehlivějšího a objektivnějšího biochemického markeru.
Většina lidí reaguje na náhlý výbuch hluku překvapením. Pokud však těsně předtím uslyší menší krátký výbuch - nebo prepulse -, větší výbuch je vyleká mnohem méně. Je to proto, že prepulse inhibuje odezvu vyděšení.
Po celá desetiletí vědci věděli, že mnoho lidí se schizofrenií má nižší inhibici prepulzu; jejich překvapivá reakce na náhlý hlasitý zvuk je nadměrná, i když existuje prepulz.
Dr. Yoshikawa a jeho kolegové vzali inhibici impulzů jako výchozí bod pro své vyšetřování.
Použili kmeny myší, které mají různé úrovně inhibice prepulzu, k hledání vzorců proteinové exprese, které by mohly odpovídat těmto úrovním.
Toto hledání identifikovalo enzym Mpst. Vědci zjistili, že myši s nízkou inhibicí prepulzu měly mnohem vyšší hladiny Mpst v mozku než myši s vysokou inhibicí prepulsu.
Mpst, sirovodík a vlasové folikuly
Věděli, že jednou z funkcí Mpst je pomáhat produkovat sloučeninu sirovodík, tým poté testoval mozek zvířat a zjistil, že hladiny sirovodíku byly vyšší u zvířat s nízkou inhibicí prepulsu.
"Nikdo nikdy nepřemýšlel o příčinné souvislosti mezi sirovodíkem a schizofrenií," komentuje Dr. Yoshikawa.
"Jakmile jsme to objevili," dodal, "museli jsme přijít na to, jak se to stane a jestli by tyto nálezy u myší platily pro lidi se schizofrenií."
Poté, co vědci identifikovali Mpst jako svého hlavního podezřelého, šli hledat další důkazy. Navrhli myši postrádající Mpst a ukázali, že mají vyšší inhibici prepulzu než běžné myši.
Tento výsledek naznačil, že snížení Mpst může být způsob, jak obnovit inhibici prepulse.
V další fázi shromažďování důkazů tým porovnával posmrtnou mozkovou tkáň od lidí se schizofrenií i bez ní.
Srovnání odhalilo silnější expresi v genu, který kóduje Mpst v mozkové tkáni pacientů se schizofrenií. Rovněž se ukázalo, že hladiny Mpst odpovídaly závažnosti symptomů schizofrenie před smrtí.
V další sadě testů vědci zkoumali vlasové folikuly od 149 lidí se schizofrenií a 166 bez onemocnění. Zjistili vyšší hladiny proteinu, který přepisuje informace z genu, který kóduje Mpst ve folikulech, od lidí se schizofrenií.
Epigenetický původ schizofrenie
Šance na rozvoj schizofrenie zahrnují souhru genů a prostředí. Příkladem této souhry jsou epigenetické změny, ve kterých mohou chemické značky na DNA měnit genovou expresi, jako je jejich zapínání a vypínání.
Testy na myších a posmrtné lidské mozkové tkáni ukázaly, že vyšší hladiny Mpst korelují se změnami DNA, které vedou k trvalým změnám genové exprese. S vědomím toho tým hledal faktory prostředí, které by mohly způsobit trvalý nárůst Mpst.
Vzhledem k tomu, že sirovodík může chránit před záněty vyvolanými stresem, tým uvažoval, zda by zánětlivý stres během raného vývoje mozku mohl přispět k hlavní příčině schizofrenie.
"Zjistili jsme, že antioxidační markery - včetně produkce sirovodíku -, které kompenzují oxidační stres a neurozánět během vývoje mozku, korelovaly s hladinami Mpst v mozku lidí se schizofrenií," poznamenává Dr. Yoshikawa.
Spekuluje o tom, co to znamená pro počátky schizofrenie, a naznačuje, že jakmile epigenetická změna zapne nadprodukci sirovodíku, vydrží po zbytek života jednotlivce. Říká tomu schizofrenie vyvolaná „sulfidovým stresem“.
"Naše výsledky poskytují nový princip nebo paradigma pro navrhování léků a v současné době testujeme, zda inhibice syntézy sirovodíku může zmírnit příznaky u myších modelů schizofrenie."
Dr. Takeo Yoshikawa
