Биполярное расстройство, нейропсихиатрическое состояние, которое включает маниакальные и депрессивные эпизоды, затрагивает около 1% населения и находится под сильным влиянием генетики. Около половины пациентов очень хорошо реагируют на соли лития в качестве терапии, и эффективность лечения также зависит от генетики. Исследователи до сих пор мало знают о том, как литий стабилизирует настроение, но, подобно другим антидепрессантам, он стимулирует пролиферацию взрослых нервных клеток-предшественников (NPC), что, возможно, приводит к рождению новых нейронов. Теперь новое исследование идентифицирует специфический ген, который, по-видимому, регулирует пролиферацию NPC в ответ на литий.

Исследование, проведенное Джейсоном Штейном, доктором философии, из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл, опубликовано в журнале Biological Psychiatry , опубликованном Elsevier.

«У некоторых людей с биполярным расстройством наблюдается терапевтический ответ на литий, а у других нет», — сказал доктор Штейн. «Предыдущие исследования выявили ограниченное количество генетических вариаций, влияющих на клинические результаты лития. Эти исследования невероятно важны, но также дорогостоящи, требуют больших размеров выборки и не идентифицируют типы клеток или биологические процессы, опосредующие генетические эффекты. Здесь мы взяли альтернативный подход путем проведения полногеномного исследования ассоциации (GWAS) в системе клеточных культур от нескольких доноров-людей, подвергавшихся или не подвергавшихся воздействию лития».

Для измерения индуцированной литием пролиферации нейронов исследователи использовали культуру клеток NPC человека, полученных из ткани головного мозга плода. Некоторые культуры подвергались воздействию лития, который увеличивал пролиферацию клеток, тогда как другие культуры не подвергались воздействию. Затем авторы провели тесты GWAS.

Наш подход GWAS, основанный на клеточной культуре, выявил генетическую изменчивость, а также специфический ген, который влиял на пролиферацию чувствительных к литию нервных предшественников».

Доктор Джейсон Стейн, доктор философии, Университет Северной Каролины в Чапел-Хилл

Джон Кристал, доктор медицинских наук, редактор журнала Biological Psychiatry , сказал об исследовании: « Эффективность лития остается одной из величайших загадок в психиатрии. Возникнув в результате случайного открытия, он остается чудодейственным лекарством для многих пациентов. Это исследование выявляет механизмы, лежащие в основе способность лития стимулировать пролиферацию нейронных клеток-предшественников. В частности, они задействуют в этом эффекте хромосому 3p21.1 и ген гуанин-нуклеотид-связывающего белка 3 (GNL3). Ранее GNL3 участвовал в регуляции клеточного цикла и клеточной дифференцировке. .»

GNL3 также связан с риском развития биполярного расстройства, шизофрении и индивидуальных различий в интеллекте, что позволяет предположить, что этот ген играет важную роль в функционировании мозга.

Используя технологию CRISPR, исследователи затем увеличили экспрессию GNL3 в культурах, что, в свою очередь, увеличило пролиферацию нейронов в ответ на литий. И наоборот, снижение экспрессии GNL3 уменьшало индуцированную литием пролиферацию.

«Несмотря на то, что необходимы дополнительные эксперименты, чтобы определить, имеют ли эти результаты клинический потенциал, это исследование открывает новый подход к выявлению фармакогеномных эффектов в системах клеточных культур», — добавил д-р Штейн.