В экспериментах на мышах группа исследователей из России, Китая, Нидерландов и Бразилии под руководством ученых СПбГУ обнаружила возможные механизмы переключения патологии мозга от состояния экспериментальной тревоги к депрессии. В перспективе это открытие может позволить создать новые, более эффективные препараты для лечения психических расстройств у человека. Результаты работы опубликованы в престижном международном журнале Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry

В своем исследовании ученые исходили из гипотезы, что в мозге может существовать особый механизм, отвечающий за сопряжение разрозненных симптомов в единое заболевание. 

Болезнь сложнее, чем совокупность симптомов. К примеру, симптомы депрессии — пониженный аппетит или подавленное настроение — могут встречаться у многих людей. И только несколько симптомов в совокупности образуют заболевание — депрессию. Мы предположили, что должна быть некая “смычка”, то есть молекулярные механизмы, опосредованные конкретными мозговыми генами, которые подобные заболевания “сводят воедино”, соединяют симптомы, но сами симптомы не вызывают, — рассказал руководитель исследования, заведующий лабораторией биологической психиатрии Института трансляционной биомедицины СПбГУ профессор Алан Калуев
Изучая психические расстройства, исследователи стараются понять, какой ген в мозге отвечает за тот или иной симптом. В качестве экспериментальной модели часто используют мышей линии C57BL/6 J в модели хронического социального стресса. Эту экспериментальную модель, созданную в 1980-х годах в Новосибирске, получают таким образом: двух самцов мышей сажают в одну клетку, где они начинают драться, после чего их разделяют прозрачной перегородкой с отверстиями, через которую они могут чувствовать друг друга, но не могут контактировать. В таком состоянии их оставляют на целый день, а затем повторяют манипуляции много дней подряд — в результате четко проявляются «победители» и «побежденные», состояние которых представляет интерес для изучения тревоги и депрессии. 
Согласно классической модели хронического социального стресса, если побежденных каждый день таким образом стрессировать, то примерно за 10 дней у них возникает состояние тревоги, но депрессии на этой стадии не возникает. Если вы продолжаете их стрессировать, то через 20 дней у этих животных наблюдается выраженное депрессивное состояние, а тревожности у них уже нет. Получается, что за 10 дней драк вызывается “мышиная” тревожность, одна патология мозга. А за 20 дней — уже депрессия. Вопрос, который мы задали: что же будет посреди этого интервала — например, на 15-й день? Это место, в котором одна патология начинает переходить в другую. Если вы представите поезд на развилке — он может пойти налево или направо, то переключатель колеи, реле — и есть этот 15-й день. Ни тревоги, ни депрессии это “реле” само по себе не вызывает. Однако и за этот переключатель в мозге могут отвечать свои уникальные гены, — объяснил Алан Калуев. 
Как отметил профессор, эти гены-«переключатели» не могут быть выявлены классическими методами генетики, потому что не отвечают ни за один симптом, ни за тревожность, ни за депрессию, а только гипотетически «переключают» одну патологию на другую. Чтобы экспериментально доказать гипотезу, ученые провели полногеномный скрининг активности мозговых генов мышей в двух ключевых областях: в префронтальной коре, отвечающей за долгосрочное планирование и социальное поведение, и гиппокампе, отвечающем за память. 
Наше открытие заключается в следующем: мы выяснили, что же происходит на 15-й день в модели перехода от экспериментальной тревоги к депрессивно-подобному состоянию у мышей. В этот момент в мозге начинают активироваться молекулярные механизмы, не связанные ни с нейромедиаторами (как при тревоге), ни с воспалением (как при депрессии). Данные механизмы связаны с клеточным скелетом и астроцитами — побочными глиальными клетками в мозге, которые сегодня все чаще связывают с психическими заболеваниями. Таким образом, мы показали, что, когда у мышей одна патология мозга переходит в другую, активируются уникальные клеточные механизмы, фактически выполняющие роль “переключателя”, который может пустить вектор патогенеза либо по одному (тревога), либо другому (депрессия) направлению, — пояснил Алан Калуев. 
Ученый также отметил, что примерно у 70 % людей с хронической тревожностью это заболевание при продолжающемся стрессе может переходить в депрессию. При этом традиционные антидепрессанты не всегда работают эффективно: только около 30–40 % людей, по словам Алана Калуева, реагируют на терапию, а большинство либо не реагирует вовсе, либо реагирует в слабой форме. При этом, подчеркнул он, количество выявленных заболевших с каждым годом растет, а принципиально новых лекарств от депрессии за последние полвека не появилось. 
Поэтому остановить именно депрессию, как мне кажется, клинически очень важная задача. И поскольку существующие антидепрессанты не всегда эффективны, возникает вопрос — как мы можем остановить этот несущийся поезд патологии мозга? Если он уже идет по пути депрессии, можем ли мы его затормозить? Или, может быть, в качестве альтернативы имеет смысл бить по вот этому “переключателю” колеи? Тогда обнаруженные нами механизмы смогут стать новой мишенью для создания принципиально новых классов психотропных препаратов, — добавил профессор. 
Он также подчеркнул, что полученные на мышах данные подтверждают результаты последних исследований: в мозге человека при тревожно-депрессивном состоянии важную роль играют астроциты и клеточные скелетные механизмы — процессы, связанные с внутренним скелетом, каркасом, формой клетки, а также локальными клеточными механизмами. В дальнейшем исследователи планируют проверить свою гипотезу и на человеке, а в перспективе — понять, как именно можно воздействовать на «переключатель» и остановить депрессивное расстройство в самом его начале. 

Совместно с учеными Института трансляционной биомедицины СПбГУ над исследованием работали их коллеги из Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН, Уральского федерального университета, Института экспериментальной медицины Национального медицинского исследовательского центра имени В. А. Алмазова Министерства здравоохранения РФ, Первого Московского государственного медицинского университета имени И. М. Сеченова, НИИ общей патологии и патофизиологии, Российского научного центра радиологии и хирургических технологий имени академика А. М. Гранова, НИИ физиологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения РАН, Института медицины и психологии Новосибирского государственного университета, а также исследователи из Школы фармацевтики Юго-Западного университета (Китай), Университета Пасо-Фунду (Бразилия) и Маастрихтского университета (Нидерланды). 

Проект поддержан грантом Российского фонда фундаментальных исследований № 16-04-00851. 

Пресс-служба СПбГУ 

Фото предоставлено лабораторией проф. Н. Н. Кудрявцевой (Институт Цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск) 

Источники

Мыши помогли найти переход между тревогой и депрессией
Популярная механика (popmech.ru), 30/09/2020
Ученые обнаружили возможный механизм переключения патологии мозга от тревоги к депрессии
Информационный бизнес-портал Санкт-Петербурга (78online.ru), 30/09/2020
Ученые обнаружили возможный механизм переключения патологии мозга от тревоги к депрессии
Поиск (poisknews.ru), 30/09/2020
Ученые обнаружили возможный механизм переключения патологии мозга от тревоги к депрессии
Комитет по науке и высшей школе (knvsh.gov.spb.ru), 30/09/2020
Ученые обнаружили возможный механизм переключения патологии мозга от тревоги к депрессии
Санкт-Петербургский государственный университет (spbu.ru), 30/09/2020
Сибирские мыши помогли понять, как возникает депрессия
Sibnet.ru, 01/10/2020
Ученые обнаружили возможный механизм переключения патологии мозга от тревоги к депрессии
Северная Звезда (nstar-spb.ru), 01/10/2020
Российские ученые нашли возможный способ лечить психические заболевания
РИА Новости, 01/10/2020
Ученые УрФУ испытали революционный способ лечения психических заболеваний на мышах
Уральский рабочий (уральский-рабочий.рф), 01/10/2020
Найден механизм в мозге, который отвечает за "включение" депрессии
The world news (theworldnews.net), 01/10/2020
Найден механизм в мозге, который отвечает за "включение" депрессии
Российская газета. УРФО (rg.ru), 01/10/2020
Коллектив ученых совершил открытие уникального геномного механизма
Уральский федеральный университет (urfu.ru), 01/10/2020
Российские ученые нашли возможный способ лечить психические заболевания
Красноярский медицинский портал (krasgmu.net), 04/10/2020
Найден механизм в мозге, который отвечает за включение депрессии
Красноярский медицинский портал (krasgmu.net), 04/10/2020
Ученые обнаружили возможный механизм переключения патологии мозга от тревоги к депрессии
Ru-novosti.info, 03/10/2020
Ученые обнаружили возможный механизм переключения патологии мозга от тревоги к депрессии
Российский фонд фундаментальных исследований (rfbr.ru), 05/10/2020

Похожие новости

  • 23/10/2019

    Новосибирские биоинформатики разработали уникальный программный комплекс

    ​Сотрудники ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН», Новосибирского государственного университета и Университета им. Мартина Лютера (Германия) разработали программный комплекс, позволяющий повысить эффективность анализа дорогостоящих геномных экспериментов.
    949
  • 22/03/2019

    Новосибирские биологи совместно с иностранными коллегами изучили общего предка коровы и кита

    ​Ученые из Англии, США, Китая и России определили все основные перестройки хромосом и геномов китопарнокопытных во всех круциальных (подверженных эволюционной трансформации участках хромосом) точках их эволюции.
    1362
  • 10/10/2018

    Новосибирские ученые совместно с иностранными коллегами идентифицировали три новых генетических варианта, связанных с хронической болью в спине

    Боль в спине является одной из наиболее распространенных причин посещения медицинских учреждений в развитых странах, но, как ни удивительно, мало что известно о биологии, лежащей в основе этого симптома.
    786
  • 03/07/2019

    Работа новосибирских ученых включена в учебник по криминалистике для американских студентов

    ​Опубликованное ранее открытие новосибирских нейробиологов и генетиков было включено в очередное, десятое издание классического американского учебника по криминалистике для студентов «Criminology: Explaining Crime and its Context».
    937
  • 10/10/2018

    Генетики расшифруют молекулярные основы болезней сердца

    ​Ученые из новосибирского Академгородка и Эдинбурга (Великобритания) планируют найти новые биомаркеры и мишени для лекарств при сердечно-сосудистых заболеваниях, а также разработать методы прогнозирования риска болезни.
    1307
  • 27/12/2019

    Новосибирская студентка освоила передовые методы генной инженерии на стажировке в чешском университете

    ​В 2019 году естественнонаучные факультеты Новосибирского государственного университета и Масарикова университета в Брно (Чехия) заключили соглашение об академическом обмене.  Одна из первых участниц с российской стороны — магистрантка Факультета естественных наук НГУ, сотрудница ФИЦ «Института цитологии и генетики СО РАН» Елена Убогоева — рассказала о своих впечатлениях после двухмесячной научной стажировки в чешском университете.
    461
  • 20/02/2020

    Ученые показали генетическую связь процессов гликозилирования и опасных болезней человека

    ​Целью исследования, опубликованного в журнале Science Advances, был поиск генов, влияющих на гликозилирование иммуноглобулина G (IgG). Иммуноглобулины — это белки, которые играют роль телохранителей в человеческой иммунной системе.
    1509
  • 14/11/2017

    Новосибирские ученые вместе с коллегами из Германии построили 3d модель корня растения для исследования стволовых клеток

    ​Сотрудники лаборатории компьютерной транскриптомики и эволюционной биоинформатики ФЕН НГУ вместе с учеными из Института цитологии и генетики СО РАН и Фрайбургского университета (Германия) реконструировали 3d модель ядер клеток корня, чтобы изучить, как расположены в ткани стволовые клетки.
    1459
  • 28/01/2020

    «Открытую лабораторную» проведут в День российской науки

    ​8 февраля состоится четвертая по счету просветительская акция «Открытая лабораторная». Каждый желающий сможет проверить свою картину мира с точки зрения передовых естественно-научных знаний. Поучаствовать в «Лабе-2020» можно будет как офлайн, так и онлайн на сайте laba.
    1571
  • 10/03/2017

    Российские ученые разработали новое вещество против вируса гриппа на основе природных соединений

    ​Ученые из Новосибирского института органической химии имени Н.Н. Ворожцова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирского государственного университета и Научно-исследовательского института гриппа в Санкт-Петербурге разработали новый продукт широкого спектра противовирусной активности, в основе которого лежат природные соединения: терпены и терпеноиды.
    4168