Медицина 2.0

Депрессия была связана с замедлением нейрогенеза у взрослых и широко распространенными молекулярными изменениями в цепях памяти гиппокампа.

Несмотря на то, что большинство из примерно 100 миллиардов нейронов головного мозга формируются до рождения, в гиппокампе взрослого человека продолжает появляться небольшой поток новых нейронов. Исследования, проведенные в Медицинском колледже Вагелоса Колумбийского университета, предполагают, что этот ограниченный нейрогенез у взрослых, то есть образование новых нейронов, может играть важную роль в защите от депрессии. Результаты были опубликованы в журнале Nature Medicine.

Исследователи впервые сообщают о замедлении нейрогенеза в мозге взрослых с большим депрессивным расстройством. Они также выявили молекулярные программы, участвующие в контроле этого процесса, что открывает потенциальные возможности для разработки будущих методов лечения.

«Исторически считалось, что депрессия — это заболевание, вызванное дефицитом нейротрансмиттеров, особенно серотонина, но сейчас мы полагаем, что депрессия возникает из-за множества проблем, влияющих на способность наших нейронов адаптироваться к стрессу и меняющейся окружающей среде», — говорит руководитель исследования профессор Маура Дюпон. «Без способности к образованию новых нейронов люди, страдающие депрессией, могут не обладать достаточной устойчивостью, чтобы эффективно адаптироваться к окружающей среде».

Исследователи сосредоточили внимание на гиппокампе — области мозга, играющей центральную роль в эпизодической памяти и эмоциональных реакциях на окружающую среду. Это также одна из немногих частей мозга взрослого человека, где происходит образование новых нейронов. Хотя депрессия затрагивает не только гиппокамп, роль этой области в памяти и эмоциях может влиять на то, как люди интерпретируют текущие переживания, учитывая эмоциональную нагрузку прошлых событий.

«Гиппокамп важен для нашей способности различать похожие, но разные воспоминания и отделять эмоциональную окраску прошлых воспоминаний от текущих событий», — говорит Дюпон. Эта способность известна как различение образов. Когда она нарушается, похожие воспоминания и связанные с ними эмоции становится труднее различить, и они начинают сливаться воедино.

«Вы можете обедать с подругой, но она устала и мало разговаривает. При сохраненном разделении образов вы помните это как уникальное событие. При нарушении разделения образов это смешивается с предыдущими воспоминаниями о чувстве отвержения, заставляя вас думать: «Они на меня обижены», — объясняет Дюпон. — И я часто наблюдаю это у своих пациентов, когда они могут извлечь из своих воспоминаний только негативную информацию».

Исследования на мышах показали, что нейрогенез у взрослых необходим для различения паттернов. Данные недавнего исследования людей с опухолями головного мозга, у которых нейрогенез в гиппокампе был подавлен лучевой терапией, направленной на эту область, позволяют предположить, что аналогичная связь может существовать и у людей.

«Важно подчеркнуть, что мы пока не знаем полного механизма, особенно у людей, но новорожденные нейроны, по-видимому, улучшают различение образов, поскольку они особенно восприимчивы к новому опыту и могут легче включаться в новые цепи памяти, позволяя хранить новые воспоминания отдельно от старых», — говорит Дюпон. «Возобновление нейрогенеза может стать способом лечения депрессии у некоторых людей путем перестройки их гиппокампа».

Изменения коснулись не только образования новых нейронов. Нейрогенез происходит в рамках более крупной гиппокампальной цепи, которая хранит эпизодические воспоминания вместе с их эмоциональной ценностью, и исследователи обнаружили молекулярные нарушения во всей этой системе.

К числу затронутых генов относятся гены, участвующие в формировании новых связей и коммуникации между нейронами, обеспечении клеток энергией и перемещении веществ внутри клеток. Трехсинаптическая цепь, основной путь в гиппокампе, участвующий в формировании новых эмоциональных воспоминаний, также демонстрировала признаки воспаления и клеточного стресса у людей с депрессией.

Чтобы детально изучить эти изменения, исследователи исследовали почти полмиллиона клеток головного мозга, собранных у людей с депрессией и контрольных субъектов вскоре после смерти каждого донора.

Используя недавно разработанные методы, они измерили активность каждого гена в отдельных клетках и определили, были ли изменены клеточные белки. Полученный набор данных позволил им изучить, что происходит в каждой клетке, и точно определить местоположение затронутых клеток в гиппокампальной цепи.

Анализ также выявил гены с измененной активностью, содержащие генетические варианты, ранее ассоциированные с тяжелой депрессией. Другие нарушенные гены показали эпигенетические изменения, которые могут изменять активность генов без изменения основной последовательности ДНК и могут отражать влияние окружающей среды. «Это как регуляторы, которые управляют активностью генов, и на них влияют жизненные факторы, такие как стресс, обучение, старение, химические вещества и т. д.», — говорит Дюпон.

«В целом, широкий спектр обнаруженных нами эффектов может отражать различные патогенетические механизмы, что, возможно, указывает на то, что депрессия — это не одно заболевание», — добавляет она.

По словам Дюпон, ученые до сих пор имеют лишь ограниченное понимание биологических процессов, лежащих в основе депрессии. Изучение этого расстройства на уровне отдельных клеток и молекулярных путей, а также подобные исследования, в конечном итоге, могут помочь исследователям разработать методы лечения, направленные на различные биологические формы этого состояния.

«Мы хотим переклассифицировать депрессию на основе ее молекулярных характеристик, подобно тому, как это было сделано в случае рака», — говорит Дюпон. «Классификация раковых заболеваний на основе их клеточных характеристик, а не локализации, привела к появлению новых и улучшенных методов лечения. Мы надеемся, что то же самое будет справедливо и для депрессии и других психических или нейропсихиатрических заболеваний».

Иллюстрация к статье: Яндекс.Картинки