Bi li analiza kose mogla dijagnosticirati shizofreniju?
Novi pristup ispitivanju biološkog porijekla shizofrenije identificirao je prekomjernu proizvodnju sumporovodika u mozgu kao faktor.
Nedavno EMBO Molekularna medicina studija također sugerira da enzim koji pomaže u stvaranju sumporovodika u mozgu i ostavlja trag u ljudskoj kosi može poslužiti kao presimptomatski biomarker za podtip šizofrenije.
Istraživači pretpostavljaju da bi otkrića mogla dovesti do nove klase lijekova za shizofreniju. Trenutni tretmani koji ciljaju mozak na dopaminski i serotoninski sustav nisu uvijek učinkoviti i dovode do nuspojava.
"Ciljanje metaboličkog puta sumporovodika pruža nov terapijski pristup", zaključili su autori, čija je istraga uključivala genetski inženjerirane miševe, postmortalno tkivo ljudskog mozga i ljude sa i bez shizofrenije.
Stariji autor studije dr. Takeo Yoshikawa, koji vodi tim za molekularnu psihijatriju u RIKEN-ovom Centru za znanost o mozgu u Japanu, napominje da su liječničke tvrtke prestale razvijati nove načine liječenja shizofrenije.
"Potrebna je nova paradigma za razvoj novih lijekova", primjećuje, dodajući da je "Trenutno oko 30% pacijenata sa shizofrenijom rezistentno na terapiju antagonistima dopaminskih D2 receptora."
U potrazi za pouzdanijim markerom
Ukratko, nova studija istražuje molekularne podloge markera ponašanja shizofrenije nazvanog inhibicija prepulsa kako bi se identificirao pouzdaniji, objektivniji biokemijski marker.
Većina ljudi na iznenadni nalet buke reagira zaprepašteno. Međutim, ako neposredno prije čuju manji kratki rafal - ili predimpuls - veći ih rafal puno manje zaprepasti. To je zato što pripremni impuls inhibira prestrašeni odgovor.
Već desetljećima znanstvenici znaju da mnogi ljudi sa shizofrenijom imaju nižu inhibiciju predpulsa; njihov zapanjujući odgovor na nagli glasan zvuk pretjeran je čak i kad postoji predimpuls.
Dr. Yoshikawa i njegovi kolege uzeli su inhibiciju predimpulsa kao polazište za svoju istragu.
Koristili su sojeve miševa koji imaju različitu razinu inhibicije predpulsa da bi pronašli uzorke ekspresije proteina koji bi mogli odgovarati tim razinama.
Ova pretraga identificirala je enzim Mpst. Istraživači su primijetili kako su miševi s niskom inhibicijom predpulsa imali mnogo veću razinu Mpst u mozgu od miševa s visokom inhibicijom predpulsa.
Mpst, sumporovodik i folikuli dlake
Znajući da je jedna od funkcija Mpst-a da pomogne u proizvodnji spoja sumporovodika, tim je zatim testirao mozak životinja i otkrio da su razine sumporovodika više u onih s niskom inhibicijom predpulsa.
"Nitko nikada nije razmišljao o uzročnoj vezi između sumporovodika i shizofrenije", komentira dr. Yoshikawa.
"Jednom kad smo to otkrili," dodaje, "morali smo shvatiti kako se to događa i hoće li se ovi nalazi na miševima istiniti za ljude sa shizofrenijom."
Utvrdivši da je Mpst njihov glavni osumnjičenik, istraživači su potom krenuli u potragu za daljnjim dokazima. Konstruirali su miševe kojima nedostaje Mpst i pokazali su da imaju veću inhibiciju predpulsa od uobičajenih miševa.
Ovaj rezultat implicira da bi smanjenje Mpst moglo biti način za obnavljanje inhibicije predimpulsa.
U sljedećoj fazi prikupljanja dokaza, tim je usporedio postmortalno moždano tkivo ljudi sa i bez shizofrenije.
Usporedba je otkrila snažniju ekspresiju gena koji kodira Mpst u moždanom tkivu osoba sa shizofrenijom. Također, pokazalo se da se razine Mpst podudaraju s ozbiljnošću simptoma shizofrenije prije smrti.
U drugom nizu testova, istraživači su ispitali folikule dlake 149 osoba oboljelih od shizofrenije i 166 osoba bez te bolesti. Pronašli su više razine proteina koji prepisuju informacije iz gena koji kodira Mpst u folikulima ljudi oboljelih od shizofrenije.
Epigenetsko podrijetlo shizofrenije
Šanse za razvoj shizofrenije uključuju međusobno djelovanje gena i okoliša. Primjer ove interakcije su epigenetske promjene u kojima kemijske oznake na DNA mogu promijeniti ekspresiju gena, poput njihovog uključivanja i isključivanja.
Testovi na miševima i postmortalnom tkivu ljudskog mozga pokazali su da više razine Mpst koreliraju s promjenama DNA koje rezultiraju trajnim promjenama u ekspresiji gena. Znajući to, tim je tražio čimbenike okoliša koji bi mogli uzrokovati trajni rast Mpst-a.
Budući da sumporovodik može zaštititi od upala izazvanih stresom, tim se pitao može li upalni stres tijekom ranog razvoja mozga pridonijeti osnovnom uzroku shizofrenije.
"Otkrili smo da su antioksidativni biljezi - uključujući proizvodnju sumporovodika - koji kompenziraju oksidativni stres i neuroinflamatore tijekom razvoja mozga povezani s razinom Mpst u mozgu ljudi oboljelih od shizofrenije", napominje dr. Yoshikawa.
Špekulirajući o tome što to znači za podrijetlo shizofrenije, sugerira da nakon što epigenetska promjena uključi prekomjernu proizvodnju sumporovodika, ona traje do kraja života pojedinca. Ovu shizofreniju naziva "sulfidnim stresom".
"Naši rezultati pružaju novo načelo ili paradigmu za dizajniranje lijekova, a trenutno ispitujemo može li inhibicija sinteze sumporovodika ublažiti simptome kod miševih modela šizofrenije."
Dr. Takeo Yoshikawa
