Депрессию и биполярное расстройство предложили диагностировать по анализу крови
Ученые из США провели масштабное исследование образцов крови пациентов, обращавшихся за медицинской помощью с симптомами депрессии или мании, а также проанализировали данные в литературе. Авторам удалось определить 23 биомаркера в крови людей, которые, возможно, в будущем позволят точнее диагностировать депрессию и биполярное расстройство, различать эти два состояния и подбирать более эффективную для конкретного пациента терапию. Работа опубликована в Molecular Psychiatry.
С аффективными расстройствами (расстройствами настроения) хотя бы раз в жизни по статистике сталкивается один из четырех людей. В частности, депрессия – одна из самых частых причин снижения работоспособности у людей в возрасте 15-44 лет. Для аффективных расстройств пока не существует объективных способов диагностики, к тому же подобные расстройства часто подвергаются стигме в обществе, и пациенты нередко не обращаются за помощью. Из-за этого порой невозможно диагностировать или верно диагностировать расстройства настроения: например, вместо биполярного расстройства пациентам ставится депрессия. В результате люди, которым нужна помощь, не получают оптимального лечения.
Биомаркеры заболеваний в крови – обещающий показатель для объективной диагностики подобных заболеваний. Определение депрессии или биполярного расстройства по анализам крови, в теории, может помочь не только с точной постановкой диагноза, но и подбором наиболее эффективной терапии для каждого конкретного пациента.
Ранее команда ученых из Индианского университета под руководством Александра Никулеску (Alexander Niculescu) описала те маркеры экспрессии генов в крови человека, которые указывают на повышенную вероятность суицидального исхода. В новом исследовании ученые искали гены, пониженная или повышенная экспрессия которых бы указывала на наличие аффективных расстройств у человека, и конкретно – депрессии и биполярного расстройства.
В течение нескольких лет ученые работали с 44 людьми, обратившимся за медицинской помощью с проявлениями аффективных расстройств. Каждый из этих людей до шести раз посетил специалиста, и между визитами проходило от трех до шести месяцев. Состояние пациентов оценивали по существующим в медицинской практике критериям, и брали у них образцы крови для поиска биомаркеров. Также была независимая группа пациентов, по биологическим образцам и историях болезни которой ученые проверяли потенциальные биомаркеры, и тестовая выборка, для которой авторы пробовали предсказать состояние только по их анализам крови. При этом исследователи стремились найти связь не только между депрессией и биомаркерами, но и между колебаниями между периодами депрессии и мании и показателями крови: это очень важно для точной диагностики биполярного расстройства.
В результате анализа полученных образцов авторы работы выявили 23 потенциальных гена, пониженные или повышенные показатели экспрессии которых могут указывать на аффективные расстройства у пациентов. Эти гены играют роль в регуляции циркадных ритмов, дифференциации клеток, а также передачи сигналов между клетками. Полученные данные ученые проверили на воспроизводимость и на способность предсказывать состояния пациентов.
Не все из этих биомаркеров одинаково точно предсказывали депрессию или манию у разных групп пациентов. Например, точность предсказания была на 10-20 процентов выше для женщин, чем для мужчин. Авторы работы предполагают, что это может быть и из-за каких-либо биологических особенностей, связанных с полом, так и из-за того, что мужчины не так точно описывают свои симптомы специалистам или реже обращаются за медицинской помощью. Последнее только сильнее показывает необходимость объективного способа диагностики расстройств настроения.
Также исследователи предполагают, что связь уровня экспрессии некоторых генов с аффективными расстройствами предполагает создание новых лекарственных средств. Кроме того, зная механизмы действия существующих средств, их можно точнее назначать пациентам в зависимости от отклонений в экспрессии тех или иных генов.
Это не первая работа, в которой исследователи ищут способы детектировать депрессию и биполярное расстройство по анализу крови. Ранее в Китае ученые предлагали определять эти расстройства по содержанию белка BDNF в крови.
Вера Сысоева
И отползли от источника звука
Группа исследователей из Китая, США и Южной Кореи выяснила, что нематоды Caenorhabditis Elegans, которые чувствуют звук всем телом, реагируют не на абсолютное звуковое давление, а на его градиент. Из-за этого они способны различать и избегать звуки, которые издают небольшие беспозвоночные хищники, но не реагируют на более громкий шум. Кроме того, такой механизм восприятия градиента звукового давления, по-видимому, общий для многих животных, включая других беспозвоночных и млекопитающих. Работа опубликована в Current Biology. У нематод Caenorhabditis Elegans, как и у многих беспозвоночных, нет органов слуха, но они могут чувствовать звук и уползать от него, то есть проявлять отрицательной фонотаксис. В 2019 году Адам Илифф (Adam Illiff) из Мичиганского университета с коллегами показали, что звуковые вибрации черви ощущают всем телом, а их наружные покровы — кутикула — работают примерно как барабанная перепонка позвоночных. Тогда ученые определили механосенсорные нейроны червей, которые, вероятно, преобразуют звуковые волны в нервный импульс. И выяснили, что воспринимают черви именно колебания воздуха: мутанты, которые не чувствовали вибрацию субстрата, все равно проявляли фонотаксис. Теперь Цань Ван (Can Wang) из Хуачжунского университета науки и технологий (он принимал участие и в прошлом исследовании) и его коллеги из Китая, США и Южной Кореи выяснили, как именно нематоды чувствуют звук. Они размещали рядом с головой нематод динамики разных размеров и включали звуки разной громкости и частоты. Когда ученые помещали маленький динамик диаметром 0,5 миллиметра на расстоянии одного миллиметра от головы нематоды (что примерно равняется длине тела червя), и включали на нем звук частотой 1 килогерц и громкостью 80 децибел, черви разворачивались и ползли в противоположную от звука сторону. Но когда этот динамик заменили на больший, диаметром 3 миллиметра, нематоды не реагировали, хотя звук был таким же. Даже когда громкость увеличивали до 110 децибел или меняли частоту на большую или меньшую, нематоды не меняли траекторию своего движения. Исследователи обнаружили, что кутикула червей вибрирует сильнее всего от звука из маленького динамика. С помощью кальциевой визуализации авторы оценили активность механосенсорных нейронов, которые и реагируют на звуковые колебания. Их активность уменьшалась с увеличением размера динамика, даже если громкость звука была одинаковой. На звук из трехмиллиметрового динамика нейроны червей не реагировали. Также ученые выяснили, что звук из маленького динамика создает наибольший градиент звукового давления в теле нематод — это измерили с помощью миниатюрного микрофона. Давление звука, проходящего через среду, снижается с течением времени, — и в голове червя, которая ближе всего к динамику, оно выше, чем на конце его тела. Если источник звука небольшой, звуковое давление уменьшается быстрее, и таким образом градиент звукового давления по телу червя получается больше. Чтобы изменить звуковой градиент, авторы размещали динамики на разном расстоянии от головы червя — чем ближе был динамик, тем резче градиент. Абсолютное звуковое давление в области головы нематод тем временем не менялось. Черви демонстрировали наиболее устойчивые слуховые реакции только в ответ на резкий градиент. Градиент звукового давления коррелировал и с движением червей, и с вибрацией кутикулы, и с активностью механосенсорных нейронов. Нематоды живут в гниющих листьях на земле, где им могут повстречаться разные беспозвоночные хищники. По всей видимости, именно их звуки — стрекотание, шуршание или шелест крыльев — и могут слышать черви, а вот более громкие звуки от источников большего размера для них не так важны. Градиент звукового давления возникает и в тимпанальных органах кузнечиков, и в заполненной жидкостью улитке млекопитающих. В случае последних этот градиент, по всей видимости, необходим, чтобы активировались механочувствительные волосковые клетки улитки. То есть активация чувствительных к звуку нейронов происходит у разных животных по одному принципу. Ранее ученые обнаружили, что эпигенетическая память позволила нематодам C. elegans избегать патогенных бактерий даже спустя четыре поколения. То есть одни черви встретились с бактерией, выяснили, что она опасна, и стали ее избегать, а их детям и внукам уже не потребовалось проверять бактерий на себе — они избегали их сразу благодаря унаследованным модификациям гистонов.