Используя индуцированные человеком плюрипотентные стволовые клетки (hiPSC), исследователи из Школы фармацевтики и фармацевтических наук Скаггса при Калифорнийском университете в Сан-Диего обнаружили, что нейроны пациентов с шизофренией секретируют большее количество трех нейротрансмиттеров, широко участвующих в ряде психических расстройств.
Результаты, опубликованные в сети, сентябрь. 11 в отчетах о стволовых клетках, представляют собой важный шаг к пониманию химической основы шизофрении, хронического, тяжелого и инвалидизирующего заболевания мозга, которым в какой-то момент своей жизни страдает примерно один из 100 человек. В настоящее время у шизофрении нет окончательной причины или лечения, и она не оставляет явных физических следов в тканях мозга.
"Исследование дает новое понимание механизмов нейротрансмиттеров при шизофрении, которые могут привести к новым лекарственным мишеням и терапевтическим средствам," сказал старший автор Вивиан Хук, доктор философии, профессор фармацевтической школы Скаггса и медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего.
В исследовании исследователи Калифорнийского университета в Сан-Диего с коллегами из Института биологических исследований Солка и Медицинской школы Икана на горе Синай, штат Северная Каролина.Y., создали функционирующие нейроны, полученные из hiPSC, которые сами перепрограммированы из клеток кожи пациентов с шизофренией. Такой подход позволил ученым наблюдать и стимулировать нейроны человека способами, невозможными на животных моделях или людях.
Исследователи активировали эти нейроны, чтобы они секретировали нейротрансмиттеры – химические вещества, которые возбуждают или подавляют передачу электрических сигналов через мозг. Процесс был воспроизведен на линиях стволовых клеток здоровых взрослых людей.
Сравнение нейромедиаторов, продуцируемых культивируемыми "мозг в блюде" нейроны показали, что нейроны, полученные от больных шизофренией, секретируют значительно большее количество катехоламиновых нейромедиаторов дофамина, норадреналина и адреналина.
Катехоламиновые нейротрансмиттеры синтезируются из аминокислоты тирозина, и известно, что регуляция этих нейромедиаторов изменяется при различных психических заболеваниях. Некоторые психотропные препараты избирательно воздействуют на активность этих нейромедиаторов в головном мозге.
В дополнение к документированию аберрантной секреции нейротрансмиттеров нейронами, полученными от пациентов с шизофренией, исследователи также отметили, что все больше нейронов было посвящено производству тирозингидроксилазы, первого фермента в биосинтетическом пути синтеза дофамина, из которого получают как норадреналин, так и адреналин. сделал.
Это открытие важно, потому что оно предлагает причину того, почему у пациентов с шизофренией изменились уровни нейротрансмиттеров катехоламинов: они запрограммированы на то, чтобы иметь больше нейронов, которые производят эти нейротрансмиттеры.
"Любое поведение имеет нейрохимическую основу в головном мозге," Крюк сказал. "Это исследование показывает, что можно увидеть точные химические изменения в нейронах людей с шизофренией."
Приложения для будущего лечения включают в себя возможность оценивать тяжесть заболевания человека, определять различные подтипы заболевания и предварительно проверять пациентов на лекарства, которые с наибольшей вероятностью могут им помочь. Он также предлагает способ проверить эффективность новых лекарств.
"Уметь видеть различия в нейронах, полученных от отдельных пациентов, очень важно, и большое достижение в этой области – разработка метода, позволяющего это сделать," Крюк сказал.