Объединение омиксных технологий дало возможную «молекулярную карту» шизофрении

Шизофрения — психическое заболевание, которое сопровождается разнообразными нарушениями мышления, из-за чего его легко перепутать с другими состояниями, особенно у больных с алкоголизмом и наркоманией. Сложность диагностики заключается и в том, что развитие шизофрении обусловлено комплексным взаимодействием внутренних (генетики, физиологических нарушений) и внешних (окружение, вредные привычки) факторов. Нет и четкого механизма развития, а значит и биологических маркеров, по которым можно было бы однозначно определить болезнь.

Вместе с тем исследования продолжаются, и уже несколько десятков групп, изучавших протеом (набор белков) больных, показали схожие результаты, а именно изменение в уровнях белков, связанных с метаболизмом липидов, системой комплемента (защищает от потенциальных патогенов), окислительным стрессом. Однако уровни тех же веществ изменяются и при других расстройствах, как правило, нейродегенеративных. В результате найденные белки не могут быть достаточно специфичными маркерами.

Сотрудники НИИ биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, Психиатрической клинической больницы №1 имени Н.А. Алексеева и Центра медицинской генетики «Генотек» предложили дополнить данные количественной протеомики данными метаболомики и геномики. Метаболомика отражает набор низкомолекулярных продуктов обмена веществ, что позволяет понять, какие превращения нарушены и как они могут влиять на другие процессы. Геномика изучает геномы, то есть весь наследственный материал; в данной работе авторы применили информацию, полученную при полногеномном поиске ассоциаций — возможных генетических причин проявлений патологии, — однако ее вклад в результаты оказался не столь существенным, хотя и подтвердил ряд заключений.

Анализ данных позволил авторам составить предполагаемую карту молекулярных механизмов, обусловливающих развитие шизофрении на геномном, протеомном и метаболомном уровнях. Так удалось показать перестройки протеома, которые сопровождаются выраженным нарушением стероидогенеза и гипотиреозом, которые тесно связаны с цАМФ-опосредованной передачей сигналов и метаболизмом тирозина. Гормональные изменения влияют и на передачу сигналов в нервной системе, что отражается в когнитивных нарушениях. Исследователи предполагают, что большую роль в болезни также играют патологические изменения не обмена липидов, как считалось ранее, а их транспорта, что сближает шизофрению с нейродегенеративными заболеваниями. Еще подтвердилось важное влияние окислительного стресса.

Хотя в исследовании было достаточно мало испытуемых, а метаболомные данные могут быть не очень точны из-за принимаемых больными препаратами (их исключали из анализа), ученые предполагают, что результаты подтвердятся и на большем количестве пациентов. Дальнейшие работы, в том числе с применением нейронных сетей для обработки данных, помогут найти специфические маркеры для шизофрении и наконец определить ее молекулярные механизмы.