Специалисты из лаборатории эволюционной генетики ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» обнаружили снижение способности к фильтрации информации у крыс линии ГК (названной так по начальным буквам термина «генетическая кататония»). Для людей, страдающих шизофренией и некоторыми другими психическими заболеваниями, характерны аналогичные нейрофизиологические нарушения, сопровождающие расстройство мышления. Поэтому такие животные послужат хорошей моделью для исследования механизмов подобных заболеваний.
Частота встречаемости шизофрении — одного из наиболее тяжелых психических заболеваний — в человеческой популяции приближается к 1 %, что составляет более 50 миллионов людей по всему миру. Конечно, фармакологические препараты для лечения этого недуга в настоящее время стали гораздо более эффективными, чем раньше, однако говорить о нахождении универсального препарата от шизофрении не приходится. Объясняется это в том числе и тем, что знаний о нейробиологических причинах, лежащих в основе болезни, всё еще недостаточно.
Изучение механизмов патологических процессов непосредственно на человеке зачастую невозможно, поэтому ученые проводят исследования на экспериментальных моделях — специально созданных линиях лабораторных животных. Работа над получением модели шизофрении велась в ФИЦ ИЦиГ СО РАН под руководством доктора биологических наук Виктора Георгиевича Колпакова, в прошлом психиатра, с 1975 года. В результате отбора крыс, склонных к застыванию, была создана линия ГК. «Двигательная заторможенность у этих грызунов может сменяться гиперактивностью, что напоминает сочетание ступора и двигательного возбуждения при кататоническом синдроме у больных шизофренией. Однако одного внешнего сходства проявлений для признания модели валидной недостаточно, необходимо найти сходные изменения у пациентов и у экспериментальных животных на более глубоком уровне», — рассказывает научный сотрудник лаборатории эволюционной генетики ФИЦ ИЦиГ СО РАН кандидат биологических наук Ольга Игоревна Прокудина.
Проблема в том, что получить у животного картину психопатологии, полностью аналогичную наблюдаемой у человека, невозможно. Частично эту задачу решает поиск биомаркеров психических заболеваний — характеристик, наблюдаемых как у больных людей, так и доступных для объективного измерения, например у крыс или мышей. Одним из подобных показателей является снижение способности к фильтрации сенсорной информации, обнаруженное у пациентов с шизофренией, аутизмом и некоторыми другими нейропсихическими патологиями, — причем степень нарушения отражает тяжесть протекания болезни. У животных также можно оценить способность нервной системы фильтровать информацию путем измерения престимульного торможения — уменьшения двигательной реакции в ответ на резкий стимул, если перед ним подавался слабый предупреждающий сигнал. Грызуны со сниженным престимульным торможением служат исследователям для моделирования когнитивных (то есть связанных с познавательной деятельностью и мышлением) нарушений при шизофрении. Уменьшение этого показателя у лабораторных животных достигается, как правило, с помощью различных манипуляций (введение препаратов, хирургическое вмешательство и др.).
Крысы линии ГК, полученные в ФИЦ ИЦиГ СО РАН, изначально обладают нарушенным престимульным торможением, что делает их удобной экспериментальной моделью для изучения механизмов шизофрении и для поиска способов коррекции патологического поведения. Ученые обнаружили у таких животных снижение экспрессии гена глутаматного рецептора GRM3 — по данным Rat Genome Database он вовлечен в развитие шизофрении. Полученные результаты подтверждают, что линия ГК может служить моделью для изучения этого недуга.
Работа поддержана грантом РФФИ № 17-04-01631
Ольга Прокудина, ФИЦ ИЦИГ СО РАН
