Биоресурсная коллекция “НейроРесурс” как основа для персонализированной диагностики и терапии психических расстройств

 

В настоящее время в мире существуют две основные мозговые коллекции для исследования шизофрении и других психических заболеваний, которые используются для ультраструктурных электронно-микроскопических исследований. Эти коллекции созданы для выяснения причин психических заболеваний и улучшения лечения психических заболеваний. Отделение психиатрии Университета Алабамы в г. Бирмингем (США) имеет мозговую коллекцию, которая была создана для предоставления аутопсийных тканей нейробиологам, изучающим психические заболевания или нейробиологию мозга человека. Для этой коллекции ткани мозга извлекают и кодируют в течение 24 часов с момента смерти. Затем ткань замораживают или фиксируют. Для ультраструктурного исследования ткань хранят при температуре 4°С в фиксаторе до использования, т.е. не учитывается влияние срока хранения ткани в фиксаторе в отличие от нашей коллекции, в которой ткань фиксировали в течение 7 дней. Известно из публикаций, что нервная ткань различных структур мозга с коротким постмортальным интервалом (4-8 час.) из этой коллекции используется в ограниченном количестве (менее 10 случаев шизофрении и 10 контролей) для изучения ультраструктурных изменений межнейрональных синаптических контактов при шизофрении. Более подробную информацию можно получить только на основании запроса на использование этой коллекции.
Также для исследования ультраструктурных изменений синаптических контактов при шизофрении учеными из США используется мозговая коллекция, созданная исследователями из Мэрилендского центра психиатрических исследований (США). Эта коллекция в основном предоставляет замороженную или фиксированную в формалине ткань различных структур мозга при психических заболеваниях, в том числе при шизофрении. Более подробную информацию можно получить на основании запроса на биоматериал.
Преимущество и уникальность биоколлекции аутопсийного материала состоят в проведенной объемной и энергозатратной пробоподготовке (ткань хранится в эпоксидной смоле, готовая к приготовлению срезов для электронной микроскопии), коротком постмортальном интервале (4-8 час.) и строгом соблюдении времени фиксации ткани. Фонд коллекций отличается высокой сохранностью всей нервной ткани, включая синаптические контакты, нейроны и глиальные клетки, что позволяет проводить морфометрические исследования не только синапсов, но и глио-нейрональных и глио-глиальных взаимодействий на ультраструктурном уровне и получать новые знания о нарушении этих взаимодействий при шизофрении по сравнению с контролем без психической патологии. Использование такого материала дает возможность оценивать влияние типов течения болезни (приступообразно-прогредиентной и непрерывнотекущей шизофрении) на ультраструктурные изменения компонентов нервной ткани при шизофрении.
В отношении образцов сыворотки крови уникальность заключается в большом спектре представленных нозологий и широком возрастном диапазоне пациентов. Образцы охарактеризованы по набору иммунологических маркеров, связанных, по данным многолетних исследований, с тяжестью клинического состояния больных (эластаза нейтрофилов, острофазные белки, антитела к антигенам нервной ткани, цитокины и др.).
Уникальность коллекции образцов ДНК неродственных индивидов определяется ее большим размером, а также разнообразием фенотипических характеристик, что позволяет формировать клинически гомогенные выборки и подбирать соответствующие им контрольные группы для генетических исследований. Коллекция семейного материала не имеет аналогов в Российской Федерации.
На материалах коллекций проведены фундаментальные исследования, которые были поддержаны бюджетным финансированием и внебюджетными средствами (гранты РФФИ, РГНФ, грант 7-ой рамочной программы Европейской Комиссии). Часть коллекции была использована в международном проекте по проведению полномасштабного сканирования генома, который инициирован Консорциумом по психиатрической геномике (The Psychiatric Genomics Consortium (PGC)/ Schizophrenia Psychiatric Genomics Consortium (https://pgc.unc.edu). В результате получены новые данные о генах, ассоциированных с шизофренией, а также с ее клиническими проявлениями – когнитивными нарушениями, выраженностью клинических симптомов, прогнозом болезни. Коллекция семейного материала использовалась для международного исследования, направленного на поиск связанных с шизофренией мутаций.
Коллекция клеток, полученных из нейросфер обонятельного эпителия человека, не имеет аналогов в Российской Федерации. 
Уникальность коллекции образцов ДНК, выделенной из материала плодов, спонтанно абортированных в первом триместре беременности, заключается в том, что для всех образцов проведено исследование анеуплоидии и полиплоидии с помощью молекулярно-цитогенетических методов; особое внимание было уделено анализу соматического хромосомного мозаицизма.
Уникальность коллекции крови и ДНК детей с нарушением развития центральной нервной системы и врожденными пороками развития заключается в том, что все индивидуумы были исследованы с помощью цитогенетических методов; среди индивидуумов имеется большое количество тех, у кого обнаружены уникальные или редкие хромосомные мутации, а также соматический мозаицизм и геномная нестабильность.
 
Решаемые с использованием Фонда коллекций биоматериала ФГБНУ НЦПЗ “НейроРесурс” научные задачи
  • Коллекция образцов плазмы крови пациентов в совокупности с накопленными клиническими и биологическими данными является источником ценной информации при проведении фундаментальных исследований, направленных на изучение патогенеза психических и нейродегенеративных заболеваний.
  • Использование коллекции образцов крови и ее компонентов может быть использовано для оценки активности ферментов глутаматного, энергетического и глутатионового обмена у больных психическими заболеваниями (шизофрения, расстройства шизофренического спектра, биполярное расстройство, рекуррентное депрессивное расстройство, ювенильные депрессии с высоким риском развития психоза) с целью поиска новых знаний об особенностях глутаматного, энергетического и глутатионового метаболизма при психотических и аффективных расстройствах и связи базовых показателей с эффективностью фармакотерапии.
  • Исследования с участием Фонда коллекций ДНК могут проходить в рамках совместных международных проектов (н-р, проводимых Международным консорциумом психиатрических генетиков (Psychiatric Genomics Consortium), целью которых является проведение полногеномных анализов ассоциаций для выявления геномных локусов, ассоциированных с шизофренией, и вычисление полигенных рисков для этого заболевания, а также в совместных исследованиях, проводимых внутри России.
  • Использование генетической коллекции образцов ДНК может быть актуальным для оценки полигенных рисков при сравнительных исследованиях различных этнических групп как в пределах Российской Федерации, так и в зарубежных проектах. Данные по локусам VNTR и другим полиморфным участкам, ранее генотипированным на материале коллекции, могут представлять интерес для исследователей, не имеющих собственной контрольной группы.
  • Фенотипические данные (клинические - когнитивные показатели, выраженность симптомов, демографические – сезон рождения) могут представлять интерес для исследовательских групп, которые проводят эпидемиологические исследования. База данных таких признаков насчитывает сотни, а для некоторых из них – тысячи случаев. 
  • Пациент-специфичные линии NDC могут найти применение как в трансляционных исследованиях, в частности, фармакологических исследованиях шизофрении, а также в исследованиях по предсказанию нейротоксичности химических агентов на нейрональные клетки-прогениторы.
  • Коллекция образцов ДНК, выделенной из материала плодов, спонтанно абортированных в первом триместре беременности, с/без анеуплоидии или полиплоидии может быть использована для определения причин анеуплоидии и полиплоидии, самых частых форм генетической патологии у человека; она также может быть использована для разработки и внедрения методов определения анеуплоидии или полиплоидии на основе анализа геномной ДНК с учетом соматического мозаицизма.
  • Коллекции крови и ДНК детей с нарушением развития центральной нервной системы и врожденными пороками развития может быть использована для определения молекулярных и клеточных механизмов соответствующих заболеваний головного мозга у детей с использованием системного анализа геномных данных, для описания редких (орфанных) заболеваний, связанных с нарушением развития ЦНС (аутистические расстройства, умственная отсталость, эпилепсия), для анализа причин возникновения частых или редких хромосомных мутаций и CNV; в определенном числе случаев возможно проводить идентификацию новых моногенных форм психических расстройств у детей.
  • Изучение патогенеза шизофрении с целью поиска новых мишеней для терапии. Использование аутопсийного материала впервые в мировой научной литературе позволило получить данные о дистрофических и деструктивных нарушениях астроцитов, олигодендроцитов и о роли микроглии в повреждении олигодендроцитов и нейронов при шизофрении. Результаты этих исследований подтвердили ведущую роль патологии глии в патогенезе шизофрении и определили ультраструктурные повреждения и дефицит митохондрий в глии как новую мишень для терапии, что значительно расширяет представления о патогенезе шизофрении.
  • Образцы компонентов крови, сыворотки и ДНК психически здоровых людей могут найти применение в качестве групп сравнения для исследования других заболеваний для увеличения размера общей выборки.
Разделы
Новости