Глубокий узел биполярности

Недавний анализ человеческой мозговой ткани привёл исследователей к небольшому, обычно незаметному участку глубоко в мозге, который может играть центральную роль в биполярном расстройстве. Учёные обнаружили, что нейроны паравентрикулярного ядра таламуса у таких пациентов заметно истощены и генетически изменены. Эти результаты открывают новые перспективы для диагностики и терапии. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
Биполярное расстройство — психическое заболевание, при котором человек переживает крайние перепады настроения и энергии. Им страдает около одного процента населения планеты. Существующие лекарства, вроде лития или антипсихотиков, помогают далеко не всем и часто вызывают побочные эффекты. Чтобы улучшить методы лечения, врачам нужна точная карта того, что именно ломается в мозге.
Долгое время почти всё внимание уделялось коре — внешнему слою мозга, отвечающему за мышление. Однако МРТ-сканы намекали: глубинные структуры тоже уменьшаются в объёме при развитии заболевания. Среди них — таламус, центральный узел, регулирующий эмоции и поток сенсорной информации.
В таламусе расположено паравентрикулярное ядро — плотное скопление клеток, богатое химическими посредниками и связями с эмоциональными зонами мозга. Его молекулярная организация у людей оставалась практически неизвестной. Команда Масаки Нишиоки и Тадафуми Като из Juntendo University в Токио взялась устранить этот пробел, изучив образцы мозга умерших людей.
Учёные сравнили генетическую активность в этой глубокой зоне у 21 человека с биполярным расстройством и 20 — без психиатрических диагнозов. Они исследовали два участка: лобную кору и паравентрикулярное ядро таламуса. Для анализа использовали метод single-nucleus RNA sequencing — технологию, позволяющую увидеть, какие гены включены в каждой отдельной клетке.
Результат оказался поразительным: именно таламус, а не кора, показал масштабные изменения. В паравентрикулярном ядре оказалось примерно на 50 процентов меньше возбуждающих нейронов у пациентов. Это именно те клетки, которые передают стимулирующие сигналы дальше по мозгу.
В лобной коре изменения были заметно слабее. Это делает таламус кандидатом на роль ключевого узла патологии. Учёные подтвердили результаты окрашиванием белков — плотность клеток действительно была снижена.
Оставшиеся нейроны тоже работали иначе: снижена активность генов, поддерживающих связи между клетками. Среди них — CACNA1C и SHISA9, ранее связанные с риском заболевания. Меньше активен и ген KCNQ3, контролирующий электрические «ворота» клеток, через которые проходят ионы. Если эта система сбоит, нейроны теряют стабильность и умирают. Комбинация сломанных механизмов указывает на нарушения в управлении кальцием — критическом компоненте для частой электрической активности.
Кроме нейронов учёные изучили микроглию — иммунные клетки мозга, поддерживающие здоровье синапсов. Был обнаружен сбой в их взаимодействии с нейронами. Генетические сигналы, которые должны координировать этот тандем, ослабели. Это может приводить к гибели клеток и разрушению связей.
Паравентрикулярное ядро — необычное место: оно богато дофаминовыми рецепторами, что делает его естественной мишенью антипсихотиков. Его генетический профиль совпадает с процессами, ранее привязанными к заболеванию.
Есть и ограничения. Образцы посмертные — это лишь снимок мозга в конце жизни. Неясно, что первично: потеря клеток или сама болезнь. Доноров было всего 41. Пациенты принимали разные лекарства, которые могли повлиять на экспрессию генов, хотя исследователи не нашли значимого совпадения.
Тем не менее результаты указывают на новую точку приложения усилий. Будущие препараты могут защищать эти нейроны или восстанавливать их работу. Улучшенные методы нейровизуализации смогут выявлять заболевание раньше. Нисиока подчёркивает важность изучения глубинных областей мозга, а Като считает, что именно здесь обнаружен участок, запускающий патологию. Исследование может изменить парадигму изучения биполярного расстройства.