Ar putea analiza părului să diagnosticheze schizofrenia?
O abordare nouă pentru a testa originile biologice ale schizofreniei a identificat excesul de producție de sulfură de hidrogen în creier ca fiind un factor.
Recent EMBO Medicină moleculară Studiul sugerează, de asemenea, că o enzimă care ajută la producerea hidrogenului sulfurat în creier și care lasă o urmă în părul uman poate servi drept biomarker presimptomatic pentru un subtip de schizofrenie.
Cercetătorii propun că descoperirile ar putea duce la o nouă clasă de medicamente pentru schizofrenie. Tratamentele actuale, care vizează sistemele de dopamină și serotonină ale creierului, nu sunt întotdeauna eficiente și provoacă efecte secundare.
„Direcționarea căii metabolice a hidrogenului sulfurat oferă o abordare terapeutică nouă”, au concluzionat autorii, a căror investigație a implicat șoareci de inginerie genetică, țesut cerebral uman postmortem și persoane cu și fără schizofrenie.
Autor principal al studiului, Dr. Takeo Yoshikawa, care conduce echipa de psihiatrie moleculară la Centrul RIKEN pentru Știința Creierului din Japonia, constată că companiile medicamentoase au încetat să mai dezvolte noi tratamente pentru schizofrenie.
„Este necesară o nouă paradigmă pentru dezvoltarea unor medicamente noi”, observă el, adăugând că „În prezent, aproximativ 30% dintre pacienții cu schizofrenie sunt rezistenți la terapia antagonistă a receptorilor dopaminergici D2”.
În căutarea unui marker mai fiabil
Pe scurt, noul studiu explorează bazele moleculare ale unui marker comportamental al schizofreniei numit inhibiție prepulse pentru a identifica un marker biochimic obiectiv mai fiabil.
Majoritatea oamenilor răspund la o explozie bruscă de zgomot cu un tresărire. Cu toate acestea, dacă aud o explozie scurtă mai mică - sau prepulse - chiar în prealabil, explozia mai mare îi surprinde mult mai puțin. Asta pentru că prepulsa inhibă răspunsul la tresărire.
De zeci de ani, oamenii de știință au știut că mulți oameni cu schizofrenie au o inhibare mai mică a prepulsei; răspunsul lor surprinzător la un zgomot puternic brusc este excesiv chiar și atunci când există un impuls.
Dr. Yoshikawa și colegii săi au luat inhibarea prepulsei ca punct de plecare pentru investigația lor.
Ei au folosit tulpini de șoareci care au niveluri diferite de inhibare a prepulsei pentru a căuta modele de exprimare a proteinelor care s-ar putea potrivi cu aceste niveluri.
Această căutare a identificat enzima Mpst. Cercetătorii au observat cum șoarecii cu inhibiție scăzută a prepulsei au avut un nivel mult mai ridicat al creierului de Mpst decât șoarecii cu inhibiție ridicată a prepulsiei.
Mpst, hidrogen sulfurat și foliculii de păr
Știind că una dintre funcțiile Mpst este de a ajuta la producerea hidrogenului sulfurat compus, echipa a testat apoi creierul animalelor și a constatat că nivelurile de hidrogen sulfurat au fost mai mari la cei cu inhibare redusă a prepulsei.
„Nimeni nu s-a gândit vreodată la o legătură cauzală între hidrogen sulfurat și schizofrenie”, comentează dr. Yoshikawa.
„Odată ce am descoperit acest lucru”, adaugă el, „a trebuit să ne dăm seama cum se întâmplă și dacă aceste descoperiri la șoareci ar fi valabile pentru persoanele cu schizofrenie”.
După ce l-au identificat pe Mpst drept principalul lor suspect, cercetătorii au căutat apoi alte dovezi. Au conceput șoareci lipsiți de Mpst și au arătat că au o inhibare mai mare a prepulsei decât șoarecii obișnuiți.
Acest rezultat a presupus că reducerea Mpst ar putea fi o modalitate de a restabili inhibarea prepulsei.
În etapa următoare de colectare a dovezilor, echipa a comparat țesutul cerebral postmortem de la persoanele cu și fără schizofrenie.
Comparația a dezvăluit o expresie mai puternică în gena care codifică Mpst în țesutul cerebral al celor cu schizofrenie. De asemenea, a apărut că nivelurile de Mpst se potriveau cu severitatea simptomelor schizofreniei înainte de moarte.
Într-un alt set de teste, cercetătorii au examinat foliculii de păr de la 149 de persoane cu schizofrenie și 166 fără boală. Au descoperit niveluri mai ridicate de proteine care transcriu informații din gena care codifică Mpst în foliculii de la persoanele cu schizofrenie.
Origini epigenetice ale schizofreniei
Șansele de a dezvolta schizofrenie implică o interacțiune între gene și mediu. Un exemplu al acestei interacțiuni sunt modificările epigenetice în care etichetele chimice de pe ADN pot modifica expresia genelor, cum ar fi pornirea și oprirea acestora.
Testele efectuate pe șoareci și țesutul cerebral uman postmortem au arătat că nivelurile mai ridicate de Mpst se corelează cu modificările ADN-ului care duc la modificări permanente ale expresiei genetice. Știind acest lucru, echipa a căutat factori de mediu care ar putea provoca o creștere permanentă a Mpst.
Deoarece hidrogenul sulfurat poate proteja împotriva inflamațiilor provocate de stres, echipa s-a întrebat dacă stresul inflamator din timpul dezvoltării timpurii a creierului ar putea contribui la cauza principală a schizofreniei.
„Am constatat că markerii anti-oxidativi - inclusiv producția de hidrogen sulfurat - care compensează stresul oxidativ și neuroinflamarea în timpul dezvoltării creierului au fost corelați cu nivelurile de Mpst din creierul persoanelor cu schizofrenie”, notează dr. Yoshikawa.
Speculând ce înseamnă acest lucru pentru originile schizofreniei, el sugerează că, odată ce o schimbare epigenetică activează supraproducția de hidrogen sulfurat, aceasta durează tot restul vieții individului. El numește această schizofrenie indusă de „stresul sulfurat”.
Rezultatele noastre oferă un nou principiu sau paradigmă pentru proiectarea medicamentelor și testăm în prezent dacă inhibarea sintezei de hidrogen sulfurat poate atenua simptomele la modelele de schizofrenie de la șoareci.
Dr. Takeo Yoshikawa
