Новые молекулярные механизмы ПТСР: Исследование на уровне отдельных клеток

Генетические изменения в мозге при ПТСР

Мозг человека состоит из миллиардов взаимосвязанных клеток, которые постоянно обмениваются информацией друг с другом. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, фокусируется на уровне отдельных клеток, чтобы понять, как эта клеточная коммуникация может быть нарушена в мозге, пораженном посттравматическим стрессовым расстройством (ПТСР).

Исследование на уровне отдельных клеток

В отличие от болезни Альцгеймера и болезни Паркинсона, которые связаны с заметными изменениями в мозге при визуализации, ученые знают очень мало о нейробиологических механизмах, лежащих в основе ПТСР. До недавнего времени у исследователей не было технологий для изучения генетической вариации внутри отдельных клеток. Однако теперь, когда такие технологии доступны, команда под руководством Мэттью Гирдженти, доктора философии, помощника профессора психиатрии в Йельской школе медицины, анализировала клетки мозга, чтобы выявить генетические варианты, которые могут быть связаны с психиатрическими заболеваниями, такими как крупная депрессия и ПТСР.

Анализ дорсолатеральной префронтальной коры

Их последнее исследование является одним из первых, которое изучает крупное психиатрическое расстройство, ПТСР, на уровне отдельных клеток. В течение многих лет врачи прописывали антидепрессанты для лечения этого состояния, потому что на данный момент нет препаратов, специально разработанных для ПТСР. Гирдженти надеется, что идентификация новых молекулярных сигнатур, связанных с психиатрическим заболеванием, поможет исследователям узнать, как разрабатывать новые лекарства или перепрофилировать существующие для более эффективного лечения.

Мы пытаемся понять, что пошло не так в психиатрических расстройствах, чтобы мы могли понять нейробиологические механизмы, которые действуют в этих заболеваниях. Надежда в том, что мы сможем выявить области, где мы можем потенциально их лечить — это конечная цель.

Для нового исследования исследователи использовали постмортальную ткань мозга человека от доноров с ПТСР и без него. Они также анализировали ткань от людей, которым был поставлен диагноз крупной депрессии (КД), которая часто диагностируется у людей с ПТСР, чтобы лучше понять как общие черты, так и различия в молекулярных механизмах между этими состояниями. В частности, они изучали дорсолатеральную префронтальную кору, область мозга, связанную с исполнительными функциями и эмоциональной регуляцией.

Это наиболее уникальная человеческая область мозга, — объясняет Гирдженти.

Во всех трех группах исследователи изолировали отдельные клетки из этой области мозга, обращая особое внимание на ядра, которые упаковывают ДНК клеток и производят РНК. Это позволило команде наблюдать генетическую вариацию среди групп.

Ключевые генетические изменения в мозге с ПТСР и КД

Среди мозгов с ПТСР анализы выявили генетические изменения в типе нейронов, известных как ингибиторные нейроны.

Это нейроны тонкой настройки, — говорит Гирдженти. Они регулируют другие нейроны и предотвращают их чрезмерное возбуждение.

В мозгах с ПТСР и КД команда наблюдала снижение количества коммуникации от этих нейронов. Исследователи считают, что это снижение коммуникации может способствовать гипервозбудимому состоянию в префронтальной коре. После травматического события эта гипервозбудимость может вызывать симптомы, обычно связанные с ПТСР, такие как гиперактивность (чрезмерная реакция «бей или беги») и ночные кошмары.

Исследователи также обнаружили различия в микроглии, которая представляет собой иммунные клетки мозга. Интересно, что они обнаружили, что эти клетки чрезмерно коммуницируют в мозгах с КД, но недостаточно коммуницируют в тех с ПТСР.

ПТСР и КД в общем очень похожи друг на друга и имеют много общей генетической изменчивости. Это открытие, по-видимому, дифференцирует два состояния. — говорит Гирдженти. Его команда надеется дальше исследовать эти различия и как они могут влиять на два расстройства.

Кроме того, они обнаружили, что мозги с ПТСР также имели генетические изменения, связанные с дисрегулированными эндотелиальными клетками. Эти клетки являются частью сосудистой системы мозга и взаимодействуют с остальной частью тела. Предыдущие исследования показали, что у людей с ПТСР повышены уровни стрессовых гормонов, которые попадают в мозг через кровеносные сосуды.

Мы думаем, что может быть увеличение количества стрессового гормона, попадающего в мозг, потому что эти эндотелиальные клетки повреждены, — говорит Гирдженти.

Открытие секретов мозга для разработки новых терапий

В отличие от болезни Альцгеймера и болезни Паркинсона, которые связаны с заметными изменениями в мозге при визуализации, ученые знают очень мало о нейробиологических механизмах, лежащих в основе ПТСР. Увеличивая масштаб до молекулярного уровня, Гирдженти надеется, что эти инсайты помогут привести к лучшим терапиям для этого расстройства.

Мы уже выявили пути — пути относятся к тому, как гены общаются друг с другом — которые, по нашему мнению, могут быть целями для определенных лекарств, — говорит он. Это стало возможным только благодаря изучению этих отдельных клеток и этих отдельных молекулярных изменений. Теперь нам нужно попытаться найти лекарства, которые обратят это вспять.

В будущих исследованиях команда Гирдженти планирует изучать другие области мозга, которые могут быть вовлечены в патологию ПТСР, такие как гипоталамус, который регулирует производство стрессовых гормонов.

Дорсолатеральная префронтальная кора была очень хорошо изучена. Но есть и другие области мозга, о которых мы знаем гораздо меньше, и они столь же вероятно хранят секреты того, что не так. И могут быть даже лучшие области для изучения, когда дело доходит до терапии. — говорит Гирдженти.

Заключение

Исследование, проведенное командой Гирдженти, открывает новые горизонты в понимании молекулярных механизмов ПТСР. Изучение на уровне отдельных клеток позволяет выявить уникальные генетические изменения, которые могут быть ключом к разработке новых терапевтических подходов. Эти открытия могут привести к созданию препаратов, специально разработанных для лечения ПТСР, улучшая качество жизни людей, страдающих этим расстройством.