Nedávná průlomová studie odhaluje nový mechanismus schizofrenie
Schizofrenie is a chronic mental disorder that affects approximately 1.1% of the adult population or roughly 51 million people worldwide. When schizophrenia is in its active form, symptoms can include delusions, hallucinations, disorganized speech or chování, trouble with thinking, loss of concentration and lack of motivation. Schizophrenia is now widely known but is very poorly understood and its exact cause is still not completely clear. Scientists worldwide believe that a combination of genetics, brain chemistry and environmental factors contributes together towards development and advancement of schizophrenia.These findings have been established after using advanced imaging to look at the brain’s structure and function. Also, schizophrenia cannot be prevented and no cure is available for it, though research is currently happening to develop new and safe treatments.
Včasná léčba schizofrenie může pomoci dostat příznaky pod kontrolu dříve, než dojde k závažným komplikacím, a může pomoci zlepšit dlouhodobý výsledek pro pacienta. Pokud je léčebný plán pečlivě dodržován, může pomoci předejít relapsům a také extrémnímu zhoršení příznaků. Nové a účinné terapie pro včasnou diagnostiku a léčbu mohou doufat, že budou vyvinuty, jakmile budou jasné rizikové faktory schizofrenie. Již nějakou dobu se uvádí, že problémy s určitými přirozeně se vyskytujícími chemickými látkami v mozku – včetně neurotransmiterů nazývaných dopamin a glutamát – mohou přispívat k schizofrenie and also other mental illnesses. These ‘differences’ are seen in neuroimaging studies on brain and the central nervous system of people who have schizophrenia. The exact significance of these differences or changes is still not very clear, but it definitely indicates that schizophrenia is a mozek disorder.Schizophrenia requires a lifelong treatment and even in those patients where symptoms appear to have subsided. Generally, a combined treatment of medications and psychosocial therapy can help manage the condition and only in severe cases hospitalization may be needed. A team effort by health professionals is needed in the clinics with expertise in schizophrenia treatment. Most antipsychotic medications for schizophrenia treatment are thought to control symptoms by affecting the brain neurotransmitter dopamine.Unfortunately, manysuch medications tend to cause serious side effects(which can include drowsiness, muscle spasms, dry mouth and blurred vision),making the patients reluctant to take them and in some cases injections may be the chosen route instead of taking a pill.Clearly, to develop therapeutic interventions and drugs to target and treat schizophrenia, it’s important to first understand the disorder by identifying all different possible mechanisms of actions.
Nový mechanismus pro pochopení a zacílení schizofrenie
A recent study by neuroscientists from Case Western Reserve University School of Medicína, USA,led by Dr. Lin Mei, have uncovered a novel mechanism underlying the cause of schizophrenia. They have used genetic, electrophysiological, biochemical, and molecular techniques to uncover the function of a protein called neuregulin 3 (NRG3). This protein, belonging to the neuregulin protein family, has already been shown to be encoded by a ‘risk’ gene in various other mental illnessesincluding bipolar disordersand depression. And if we talk about schizophrenia, many variations in this particular gene (which encodes for NRG3) are considered as “major risk” factors. Several studies have been done on NRG3, but its exact and detailed physiological function is still very poorly understood.In this new study published in Proceedings of National Akademie věd, výzkumníci, kteří se snažili odhalit potenciální funkci NRG3, zjistili, že je zásadní pro schizofrenii a mohl by se stát možným terapeutickým cílem pro její léčbu.
Researchers found that NRG3 protein mainly supresses a protein complex – which is very essential for proper neuron communication and the overall efficient working of the brain.The gene which encodes for NRG3 (so that it can effectively perform the function which it has to) was muted in mice in a certain number of neurons of the brain. Specifically, when the mutations were induced in the ‘pyramidal’ neurons – which play an important in activating the brain – mice displayed symptoms and behaviour in line with schizophrenia. The mice had healthy reflexes and also hearing capabilities, but showed unusual level of activity. They showed trouble in remembering (e.g. when navigating mazes) and also acted shy around stranger mice. Thus, it was clear that NRG3 plays a crucial role in schizophrenia and also the type of neurons involved were also defined. Further, researchers also uncovered how exactly this protein NRG3 works at the cellular level. It was seen that it basically inhibits an assembly of a complex of proteins at synapses – the place or junction where nerve cell or neurons communicate. The neurons need a complex (called SNARE, short for Soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor activating protein receptor proteins), to transmit neurotransmitters (specifically glutamate) between each other at the synapses. People suffering from severe mental illnesses including schizophrenia, tend to have higher levels of NRG3 protein a tyto vyšší hladiny byly zodpovědné za potlačení uvolňování glutamátu – přirozeně se vyskytujícího neurotransmiteru v mozku. V laboratorních experimentech bylo vidět, že NRG3 nemohl tvořit „komplex SNARE“, a proto byly hladiny glutamátu v důsledku toho potlačeny.
Glutamát se hojně vyskytuje v lidském těle, ale nejvýrazněji se nachází v mozku. Je to vysoce „stimulační“ nebo „excitační“ neurotransmiter v našem mozku a je nejdůležitější pro aktivaci neuronů v mozku, a proto je nezbytný pro naše učení, porozumění a paměť. Tato studie dochází k závěru, že NRG3 je velmi důležitý pro správný přenos glutamátu v mozku a nerovnováha glutamátu způsobuje schizofrenní příznaky. Zde popsaná funkce je také poprvé podrobně popsána a je velmi unikátní z předchozích popsaných rolí tohoto konkrétního proteinuNRG3, stejně jako dalších proteinů patřících do stejné rodiny.
Terapeutika v budoucnosti
Schizofrenie je velmi zničující duševní illness which drastically affects various areas of life. It disrupts the daily life by affecting day to day functioning, self-care, relationships with family and friends and all kinds of social life. The patients are generally not seen to have a particular ‘psychotic episode’ but rather overall life outlook and balances get affected. Coping with a duševní disorder as serious as schizophrenia is extremely challenging, both for the person with the condition and for friends and family. Schizophrenia is considered as among the top 10 most disabling conditions. Since schizophrenia is very complex, clinical effect of medications are also varied in different patients and generally do not succeed beyond a few trials. New therapeutic treatments are urgently needed for this condition and this study has shown a new direction towards developing one.
Protein NRG3 může rozhodně sloužit jako nový terapeutický cíl, který pomáhá léčit schizofrenii a možná i další duševní choroby, jako je bipolární porucha a deprese. Mohly by být navrženy léky, které mohou cílit na NRG3, a tím pomoci obnovit hladiny glutamátu ve specifických typech neuronů a tak obnovit funkci mozku během schizofrenie. Tato metodologie může být zcela novým přístupem k léčbě. Tato studie vrhla světlo na nový buněčný mechanismus schizofrenie a vyvolala obrovskou naději v oblasti duševních chorob. I když se cesta k objevení a uvedení účinných léků k léčbě zdá být v tuto chvíli velmi dlouhá, výzkum jde přinejmenším správným směrem.
***
{Původní výzkumný dokument si můžete přečíst kliknutím na odkaz DOI uvedený níže v seznamu citovaných zdrojů}
Zdroje)
Wang a kol. 2018. Řízení uvolňování glutamátu neuregulinem3 prostřednictvím inhibice sestavování komplexu SNARE. Proceedings of the National Academy of Sciences. https://doi.org/10.1073/pnas.1716322115
