PET-сканирование пациентов с шизофренией выявило сниженные уровни белка SV2A, отражающего количество межнейронных соединений

(По материалам Medical Xpress: New study finds evidence for reduced brain connections in schizophrenia)

Шизофрения – сложное заболевание либо группа родственных заболеваний, поиск лекарств для которых усугубляется недостаточным пониманием механизмов их развития. При возникновении новых методик анализа работы мозга их немедленно применяют для исследования шизофрении, чтобы собрать больше информации о том, какие именно отклонения наблюдаются у пациентов на физическом уровне. 

Одна из гипотез состоит в том, что при шизофрении, помимо прочих отклонений, нарушена функция синапсов – соединений между нейронами. Проблема заключается в том, что информация о состоянии синапсов в мозге пациентов, накопленная на данный момент, в основном собиралась в ходе посмертных исследований. 

Недавно были разработаны маркеры, позволяющие измерить содержание синаптического везикулярного белка 2А (SV2A) в мозге живых людей с помощью позитронной эмиссионной томографии (ПЭТ). Белок SV2A содержится в синаптических везикулах – пузырьках, высвобождающихся из нейрона в синаптическую щель и способствующих передаче информации от одного нейрона к другому.

Возможность измерения плотности синапсов в живом мозге открывает перспективы для исследования множества заболеваний, в первую очередь "синаптопатий" – заболеваний, основным признаком которых является нарушение синаптической функции. Исследователей заинтересовало, можно ли и шизофрению хотя бы частично отнести к синаптопатиям. 

В исследование было включено 18 взрослых пациентов с шизофренией, получающих антипсихотические препараты, и 18 здоровых членов контрольной группы. Было обнаружено, что у пациентов с шизофренией значительно снижены уровни белка SV2A во фронтальных областях мозга, в которых, как считается, сосредоточены самые сложные функции, например, функции планирования.

Но, возможно, на содержание SV2A в мозге влияют препараты, которые назначают при шизофрении? Чтобы проверить это, исследователи давали два распространенных антипсихотика – галоперидол и оланзапин – подопытным крысам на протяжении 28 дней. Измерения показали, что уровни белка SV2A в мозге крыс под воздействием антипсихотиков остаются неизменными. 

Рано утверждать, о чем именно свидетельствуют полученные результаты. Авторы планируют провести схожее исследование с участием молодых людей на самых ранних стадиях шизофрении, чтобы понять, насколько быстро и рано в ходе заболевания происходит снижение уровней синаптического маркера SV2A.   

Осуществлявший исследование доктор Эллис Онворди, сотрудник Лондонского института медицинских наук под эгидой Совета по медицинским исследованиям, Имперского колледжа Лондона и Королевского колледжа Лондона, дал следующий комментарий: "Шизофрения – очень тяжелое заболевание, и для многих пациентов существующий набор терапевтических средств оказывается недостаточен. Для разработки более эффективных средств терапии мы нуждаемся в проведении подобных исследований, раскрывающих воздействие шизофрении на невероятно сложную схему нейронных соединений мозга. Возможность получать изображения, отражающие распределение около 100 триллионов синапсов в тканях живого мозга, и выявлять отличия в распределении синапсов у пациентов, страдающих шизофренией – это большой шаг вперед, на следующий уровень исследовательских возможностей".

Научная публикация: 'Synaptic marker protein SV2A is reduced in schizophrenia and unaffected by antipsychotics in rats' E. Onwordi et al. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-019-14122-0

Перевод аннотации:

Дисфункция синапсов предположительно играет одну из ключевых ролей в патогенезе шизофрении, однако данная гипотеза ранее не подвергалась проверке in vivo. В настоящем исследовании мы измерили уровни синаптического везикулярного гликопротеина 2A (SV2A) у 18 пациентов с шизофренией и 18 участников контрольной группы с помощью позитронно-эмиссионной томографии с использованием трейсера [11C]UCB-J. Как в целом, так и в отдельных участках головного мозга мы обнаружили достоверное влияние наличия шизофрении на объем распределения (VT). Объем распределения трейсера [11C]UCB-J был значительно снижен в лобном отделе коры и в передней поясной коре пациентов с шизофренией, при этом наблюдался высокий размер эффекта (индекс размера эффекта по Коэну d = 0.8-0.9), но не в гиппокампе, при анализе которого значительных отличий выявлено не было. Мы также использовали метод Вестерн-блот, ауторадиографию с трейсером [3H]UCB-J и иммуноокрашивание с конфокальной микроскопией для оценки уровней SV2A у крыс Спрег-Доули, получавших антипсихотические препараты, при этом ни один из анализов не выявил значительного воздействия препаратов. Согласно полученным результатам, при in vivo исследовании пациентов с шизофренией у последних обнаруживается снижение уровней белков предсинаптической терминали, которое не удается объяснить воздействием антипсихотических препаратов.

См. также: обзор "Синаптический везикулярный белок SV2A как возможный биомаркер синаптопатий" (Synaptic vesicle protein 2A as a potential biomarker in synaptopathies, in Molecular and Cellular Neuroscience, Volume 97, June 2019, Pages 34-42) 

Иллюстрация из научной публикации: Frontal cortex - лобный отдел коры головного мозга; ACC - передняя поясная кора; Hippocampus - гиппокамп.