Исследователи обнаружили, что клетки мозга пациентов с биполярным расстройством, для которых характерны резкие колебания между депрессией и приподнятым настроением, более чувствительны к стимулам, чем клетки мозга других людей.
Открытие, опубликованное 28 октября 2015 года в журнале Nature, является одним из первых, показывающих на клеточном уровне, как заболевание влияет на мозг. Более того, это показывает, почему некоторые пациенты реагируют на лечение литием, а другие – нет.
"Не все исследователи согласились с тем, что биполярное расстройство имеет клеточную причину," говорит Расти Гейдж, профессор лаборатории генетики Солка и старший автор новой работы. "Поэтому наше исследование является важным подтверждением того, что клетки этих пациентов действительно разные."
Биполярное расстройство затрагивает более пяти миллионов американцев, и его часто сложно лечить. Если литий не помогает пациентам с резкими перепадами настроения, врачи часто составляют планы лечения с антипсихотическими препаратами, антидепрессантами и стабилизаторами настроения. Но часто они помогают только депрессивным колебаниям биполярного расстройства или противоположным маниакальным колебаниям, а не обоим сразу.
Чтобы изучить основную причину биполярного расстройства, Гейдж и его коллеги собрали клетки кожи у шести пациентов с биполярным расстройством, перепрограммировали клетки, чтобы они стали стволовыми, а затем уговорили стволовые клетки превратиться в нейроны. Затем они сравнили эти нейроны с нейронами здоровых людей.
"Нейроны обычно активируются раздражителями и реагируют на них," говорит Джером Мертенс, научный сотрудник и первый автор новой статьи. "Клетки, которые у нас есть от всех шести пациентов, намного более чувствительны, поскольку вам не нужно слишком сильно активировать их, чтобы увидеть реакцию." И митохондрии – электростанции, вырабатывающие энергию – внутри клеток также были более активными.
Поскольку трое из пациентов, у которых были собраны клетки, хорошо реагировали на литий, а трое других не видели, чтобы литий помогал их перепадам настроения, исследователи затем проверили, как клетки пациента реагируют на литий. Команда позволила некоторым нейронам расти в жидкости, содержащей литий, а затем повторно измерила, насколько чувствительны клетки.
Удивительно – хотя нейроны двух групп пациентов в первых тестах казались идентичными (и одинаково чувствительными), – они вели себя по-разному при воздействии лития. Клетки пациентов с литиевым ответом показали ослабленную возбудимость после выращивания в литиевой среде. Но клетки пациентов, которым не помогло лекарство, оставались сверхвозбудимыми. Полученные данные еще не объясняют, почему литий работает для одних пациентов, а не для других, но предлагают отправную точку для изучения различий между клетками. А биполярные нейроны также предлагают платформу, чтобы задавать другие вопросы о биополярном расстройстве.
"Теперь, когда у нас есть нейроны, которые показывают различия в возбудимости, мы можем использовать их для поиска лучших лекарств," Мертенс говорит. Если новый препарат, например, обращает вспять гипервозбудимость на клеточном уровне, он, вероятно, лечит биполярное расстройство у пациентов.
Затем Гейдж и Мертенс планируют следить за пораженными клетками в течение более длительных периодов времени, чтобы увидеть, является ли измеренная ими гипервозбудимость только начальной маниакальной стадией жизни нейронов или является длительной.
"Через несколько месяцев, возможно, эта гипервозбудимость станет слишком большой для клетки, и она перейдет в менее возбудимое состояние," говорит Гейдж. "Это может сигнализировать о смене депрессии и мании, которые испытывают пациенты."