Судя по генетической активности, некоторые психоневрологические заболевания имеют друг с другом больше общего, чем казалось до сих пор.

Работа мозга зависит от активности генов в его клетках. Сейчас эту активность можно изучать буквально на «одноклеточном» уровне. Генетическая информация записана в ДНК, но чтобы она заработала, её нужно транскрибировать, то есть скопировать в РНК. Соответственно, неактивный ген – это тот, на котором РНК не синтезируется; активный – тот, на котором РНК синтезируется. Мы можем узнать, сколько РНК, соответствующей тому или иному гену, синтезируется буквально в пределах одной-единственной клетки.

(Иллюстрация: Aakash Dhage / Unsplash.com) 

Для мозга эту работу проделал огромный коллектив исследователей, опубликовавших на днях в Nature, Nature Communications и Nature Medicine сразу несколько статей с полученными результатами. Сразу нужно сказать, что генетическую активность анализировали не во всём мозге, а только в префронтальной коре, о которой известно,что от неё в очень большой степени зависят высшие когнитивные функции. Префронтальная кора – это около 1,3 млрд нейронов, а ведь есть ещё столь же многочисленные вспомогательные клетки нейроглии и клетки кровеносных сосудов. У исследователей не было задачи проанализировать все эти миллиарды клеток (да, вероятно, у них и возможности такой не было – по крайней мере, сейчас). В статьях описана активность генов «всего» в 6,3 млн клеток, среди которых есть нейроны, клетки микроглии, выполняющие в нервной системе иммунные функции (хотя и не только), и клетки сосудов. Клетки изучали в образцах мозга, взятых примерно у полутора тысяч людей, возраст которых составлял от нескольких месяцев до 108 лет. Среди них были пациенты с болезнью Паркинсона, болезнью Альцгеймера, другими видами деменции, с шизофренией и с биполярным расстройством. Среди них также было много тех, кто не страдал ни одним из вышеперечисленных заболеваний.

Во-первых, исследователи обнаружили в генетической активности три фазы развития коры: изменчивую фазу, которая длилась примерно до 24 лет, затем фазу стабильности, когда в активности генов мало что менялось, и потом новую фазу перемен, начинавшуюся около 65 лет. В разных типах клеток эти фазы выглядели по-своему; кроме того, если в молодом возрасте изменения в активности генов имели отношение к развитию мозга, то потом перемены в активности происходили в генах, связанных с иммунным ответом, стрессом и суточными ритмами. Что до болезней, то между ними обнаружились неожиданные сходства, несмотря на все различия в том, как эти болезни себя проявляют. Например, на уровне генетической активности нашлись многочисленные совпадения в микроглие при болезни Альцгеймера и болезни Паркинсона. Для болезни Альцгеймера удалось найти соответствия между изменениями в генетической активности и психическими симптомами. Кроме того, при «альцгеймере», как оказалось, изменения в микроглиальных иммунных клетках предшествуют гибели нейронов – ещё один аргумент в пользу того, что иммунно-микроглиальные неполадки играют при нейродегенеративых расстройствах бо́льшую роль, чем это казалось ранее.

Разумеется, между болезнями были и отличия, видимые в других типах клеток. Тем не менее, и сходства, и различия в активности генов позволяют лучше понять, как разные гены влияют на структуру префронтальной коры и как развиваются психоневрологические патологии, от которых кора страдает одной из первых. Что, в свою очередь, позволяет надеяться, что у нас появятся эффективные средства для предотвращения и лечения этих самых патологий.