EN
Нервно-психические заболевания, такие как шизофрения, расстройства аутистического спектра и биполярное расстройство, представляют собой серьезную проблему для здравоохранения во всем мире, затрагивая миллионы людей и их семей. Несмотря на значительные успехи в диагностике и лечении этих состояний, достигнутые в последние десятилетия, многие аспекты их молекулярной патофизиологии до сих пор остаются неясными. Для разработки более эффективных и персонализированных подходов к терапии и профилактике нервно-психических расстройств необходимо глубокое понимание лежащих в их основе генетических и эпигенетических механизмов.
С этой целью в 2015 году Национальные институты здравоохранения США инициировали создание исследовательского консорциума PsychENCODE, объединившего усилия ведущих научных центров и специалистов в области психиатрии, генетики и геномики. Одним из ключевых участников этого масштабного проекта стал Медицинский центр Mount Sinai в Нью-Йорке, чьи сотрудники внесли значительный вклад в расшифровку молекулярных основ нервно-психических заболеваний.
Результаты первого этапа работы консорциума PsychENCODE, опубликованные в журнале Science в 2018 году, позволили идентифицировать сотни новых генов, ассоциированных с риском развития шизофрении, аутизма и биполярного расстройства, а также выявить критические периоды в развитии мозга, когда эти гены могут оказывать наибольшее влияние на формирование патологии. Эти данные были получены преимущественно на основе анализа уже существующих молекулярных данных и заложили прочный фундамент для дальнейших исследований.
Новые работы ученых из Mount Sinai, опубликованные в специальном выпуске журнала Science в мае 2023 года, знаменуют собой важный шаг вперед в понимании молекулярной биологии нервно-психических заболеваний и открывают перспективы для разработки инновационных методов их диагностики и лечения. Эти исследования, выполненные в сотрудничестве с коллегами из других ведущих научных центров, включают в себя крупнейший на сегодняшний день одноклеточный анализ мозга пациентов с шизофренией и первую в своем роде популяционную карту регуляторных элементов генома, ассоциированных с психическими расстройствами.
В первом исследовании, возглавляемом доктором Панагиотисом Русcосом и доктором Джоном Фуллардом из Департамента психиатрии, генетики и геномных наук Медицинского центра Mount Sinai, ученые провели детальный анализ транскриптомов 468 000 индивидуальных клеток мозга, полученных от 140 человек, часть из которых страдала шизофренией. Этот беспрецедентный по своему масштабу и разрешению набор данных позволил исследователям идентифицировать специфические для разных типов клеток гены, сигнальные пути и регуляторные факторы, вовлеченные в патогенез шизофрении.
Результаты анализа показали, что большинство транскрипционных изменений, ассоциированных с шизофренией, затрагивают популяции нейронов, и в особенности возбуждающие нейроны, составляющие основную часть клеток мозга. Более трех четвертей всех нарушений экспрессии генов было обнаружено именно в этом типе клеток. Примечательно, что сходные паттерны молекулярных изменений были выявлены в независимых когортах пациентов, что подтверждает надежность и воспроизводимость полученных данных.
Помимо идентификации конкретных генов и сигнальных путей, вовлеченных в патогенез шизофрении, ученым удалось выйти на более высокий уровень регуляции и определить ключевые факторы транскрипции, ответственные за координацию наблюдаемых изменений. Эти регуляторные белки представляют собой перспективные мишени для разработки новых лекарственных препаратов, способных восстанавливать нормальный паттерн экспрессии генов и функционирования нейронов при шизофрении.
Второе исследование, лидирующую роль в котором сыграл доктор Бяо Цзэн из Департамента психиатрии, генетики и геномных наук Медицинского центра Mount Sinai, было посвящено картированию регуляторных элементов генома в образцах мозга людей с различными нервно-психическими заболеваниями и здоровых индивидов. Этот эпигенетический анализ, охвативший беспрецедентное количество образцов, позволил составить подробную популяционную карту регуляторных компонентов мозга и выявить их потенциальную связь с психическими расстройствами.
Полученные данные открывают новые возможности для понимания того, как генетические вариации у разных людей могут влиять на эпигенетическую регуляцию работы генов в мозге и предрасполагать к развитию нервно-психических заболеваний. Важно отметить, что многие из идентифицированных регуляторных элементов, ассоциированных с риском психических расстройств, представляют собой потенциальные мишени для генной терапии. Современные технологии редактирования генома, такие как CRISPR, позволяют специфически модулировать активность этих регуляторных областей и восстанавливать нормальные паттерны экспрессии генов, нарушенные при заболевании.
По словам доктора Цзэна, сочетание популяционных исследований регулома мозга и достижений в области направленной регуляции генов открывает принципиально новые возможности для разработки эффективных методов лечения нервно-психических заболеваний в будущем. Дальнейшее развитие этого направления исследований, несомненно, будет способствовать созданию персонализированных терапевтических подходов, учитывающих индивидуальные особенности генома и эпигенома пациентов.
Успех этих масштабных исследований был бы невозможен без тесного сотрудничества и координации усилий различных подразделений Медицинского центра Mount Sinai, включая Институт мозга Фридмана, Центр исследований и лечения аутизма Сивера, Департамент психиатрии, Институт здоровья и развития детей Миндича, Департамент генетики и геномных наук, Департамент нейробиологии семьи Нэш и Институт Икана по науке о данных и геномным технологиям. Этот мультидисциплинарный подход, объединяющий экспертизу специалистов из разных областей, является ключом к прорывам в понимании и лечении таких сложных заболеваний, как нервно-психические расстройства.
Подводя итог, можно сказать, что новые исследования, проведенные учеными из Mount Sinai в рамках консорциума PsychENCODE, знаменуют собой важный шаг на пути к расшифровке молекулярных механизмов, лежащих в основе нервно-психических заболеваний. Детальное картирование транскрипционных изменений в специфических типах клеток мозга при шизофрении и идентификация ключевых регуляторных факторов, вовлеченных в патогенез этого заболевания, открывают новые возможности для разработки таргетных лекарственных препаратов. Составление популяционной карты регуляторных элементов генома, ассоциированных с риском психических расстройств, закладывает фундамент для развития персонализированной медицины и создания инновационных методов генной терапии. Дальнейшие исследования в этом направлении, несомненно, приведут к значительному прогрессу в диагностике, профилактике и лечении нервно-психических заболеваний, что позволит улучшить качество жизни миллионов пациентов и их семей во всем мире.
Задайте вопрос и получите мгновенный ответ
от искусственного интеллекта
Еще 69 статей об исследованиях смотрите тут
Использование материалов сайта означает принятие пользовательского соглашения. Информация предоставлена исключительно в ознакомительных целях и не является рекламой. Имеются противопоказания, обратитесь к врачу.
