Впервые ученым удалось вырастить в лабораторных условиях культуры нервных клеток больных шизофренией и «преобразовать» их в здоровые. Исследователи надеются, что разработанный ими способ поможет найти наиболее действенные лекарственные препараты для борьбы со страшным недугом и разгадать многочисленные тайны, которые хранит эта болезнь.

В основу исследования ученых легло использование так называемых индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPS-клеток), которые были получены от нескольких пациентов, больных шизофренией. Об экспериментах на этих клетках и результатах работы сообщается в журнала Nature от 13 апреля.

Рис. 1. Нейроны, выращенные из клеток кожи больных шизофренией (источник: Salk Institute for Biological Studies).

Для справки: Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки – вид стволовых клеток, полученных из обычных соматических (дифференцированных) клеток. Впервые индуцированные плюрипотентные стволовые клетки были получены в 2006 году в лаборатории японских исследователей. Тогда ученые показали, что если в дифференцированных фибробластах мыши «включить» определенные гены, то клетки приобретают свойства плюрипотентных стволовых эмбриональных клеток. Таким образом, впервые было совершено репрограммирование клеток в их изначальное эмбриональное состояние. Интересно, что первое поколение iPS-клеток морфологически схоже с нормальными эмбриональными клетками. Получение iPS-клеток позволило исследователям создавать клеточные линии из уже дифференцированных клеток, не прибегая к использованию клеток эмбрионов. Было получено множество клеточных культур из тканей пациентов с различными заболеваниями, такими как болезнь Паркинсона, спинальная мышечная атрофия и различных генетических заболеваний.

Рис. 2. Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки широко используются в медицинской практике (источник: www.cellbiol.ru).

Фред Гэйдж (Fred Gage) и его коллеги из Института биологических исследований Салка (Сан-Диего) в качестве донорных клеток, которые затем были перепрограммированы в стволовые клетки, использовали клетки кожи 22-летнего юноши, страдавшего шизофренией и покончившего на этой почве самоубийством, и еще нескольких пациентов.

Интересно, что когда iPS-клетки были преобразованы в нервные клетки (нейроны), то последние формировали гораздо меньше связей (синапсов) друг с другом по сравнению с нейронами здоровых людей, не имеющих каких-либо психических отклонений. Однако электрические импульсы искусственно полученные нейроны проводили не хуже «здоровых».

Положительный эффект

На следующем этапе экспериментов исследователи решили проверить, какой эффект на искусственно созданные нейроны будет оказывать медицинский препарат «Локсапин», часто используемый при лечении шизофрении. Выяснилось, что данный медикамент увеличивает количество синапсов между нервными клетками. Интересно, что четыре других нейролептика, активно используемые в медицинской практике, не оказывали на полученные нейроны никакого заметного влияния.

Для справки: Шизофрения – хроническая психическая болезнь с отчетливыми симптомами психоза, нарушениями мышления, эмоциональными расстройствами и неадекватным поведением. Сознание при этом заболевании не нарушено, как и не изменены многие интеллектуальные процессы, хотя при длительном течении шизофрении нарушается процесс восприятия, внимание и память. При шизофрении теряется цельность личности, происходит ее расщепление, утрата дифференциации своего «Я», часто возникает переживание, что наиболее сокровенные мысли, чувства и действия известны окружающим людям, и они могут влиять на эти процессы. По мере течения болезни возможны периоды ее обострения и, наоборот, периоды ремиссии. При неправильном лечении шизофрении разрушаются связи личности с ее социальным окружением, нарастают апатия и снижение энергетического потенциала.

Некоторые признаки шизофрении:

1. Галлюцинации (зрительные, слуховые), бред.
2. Эхо мыслей (звучание мыслей). Больные часто слышат голоса.
3. Снижение энергетического потенциала личности.
4. Негативизм.
5. Замкнутость.
6. Апатия.

Рис. 3. Мозг человека, страдающего шизофренией, во время галлюцинаций. Оранжевым цветом показаны особо активные зоны коры головного мозга. (источник: Science Photo).

Более того, команда Гэйджа показала, что в нервных клетках пациентов, страдающих шизофренией, и здоровых людей наблюдается разный уровень экспрессии (работы) генов. Примечательно, что большая часть этих генов отвечала за формирование синапсов между нейронами.

Майкл Оуэн (Michael Owen), психогенетик из Университета Кардиффа, говорит, что формирование синапсов действительно может служить одним из параметров для оценки различий между нервными клетками шизофреников и здоровых людей, однако он считает, что это далеко не единственный «маяк», сигнализирующий о болезни, и другие еще предстоит искать.

«Хранит много загадок»

Другие исследователи считают, что пока рано делать какие-либо громкие выводы. Так, Кванг-Су Ким (Kwang-Soo Kim), ученый из Больницы МакЛин (Массачусетс, США), говорит, что сбой в формировании синапсов между нервными клетками может объясняться тем, что нейроны были получены искусственным путем с помощью индуцированных плюрипотентых клеток.

Рис. 4. Механизмы шизофрении до сих пор до конца не изучены (источник: Science Photo).