Nová metoda předpovídá reakci lithia s 92% přesností

Dlouhodobá léčba bipolární poruchy v první linii je lithium přesto účinné pouze u přibližně jedné třetiny pacientů s tímto onemocněním a někdy může trvat až rok, než se dozvíte, zda bude účinné.

V nové studii vědci ze Salk Institute říkají, že našli způsob, jak s 92% přesností předpovědět, které osoby s bipolární odpovědí na lithium. Zjištění ověřují objev laboratoře buněčného základu poruchy a mohou pomoci pacientům, kteří budou reagovat na lithium, i drtivé většině pacientů, kteří tak neučiní, a ušetřit jim tak bolestivý proces neúčinné léčby.

"Na tomto systému je pozoruhodné to, že nemusíte používat 500 nebo 600 buněk od více pacientů," řekl hlavní autor Dr. Rusty Gage, profesor ze Salkovy laboratoře genetiky. "Pět buněk od jednoho pacienta je dost na to, aby bylo možné určit, zda někdo reaguje nebo nereaguje na lithium."

Více než pět milionů Američanů trpí bipolární poruchou, což je progresivní psychiatrický stav, který neléčí vysoké riziko sebevraždy. Lithium je upřednostňovaným lékem k léčbě této poruchy, ale není jasné, proč u některých lidí funguje, u jiných ne.

Předchozí práce výzkumného týmu poskytla vodítko, které ukazuje, že neurony lidí s bipolární poruchou jsou snadněji stimulovány a pálí elektrické impulsy rychleji než neurony lidí bez poruchy. Zjištění ukázala, že udržování neuronů některých lidí v médiu naplněném lithiem tuto hyperexcitabilitu uklidnilo.

"V roce 2015 jsme zjistili, že mozkové buňky lidí s bipolární poruchou jsou citlivější na podněty než buňky jiných lidí," řekl Gage. "Od té doby jsme schopni tuto citlivost charakterizovat podrobněji a rozlišit jasné vzorce v neuronech bipolárních pacientů, které nám umožňují předvídat, kdo bude reagovat na lithium a kdo ne."

V rámci nové studie se vědci rozhodli lépe porozumět tomu, proč navzdory zdánlivě ekvivalentní hyperaktivitě reagují neurony některých bipolárních pacientů na lithium, zatímco jiné nikoli.

Tentokrát místo použití kožních buněk vědci přeprogramovali lymfocyty (imunitní buňky) od šesti zcela nových bipolárních pacientů, z nichž někteří jsou známými lithiovými reagenty. Tým zjistil stejnou hyperexcitabilitu v neuronech odvozených od lymfocytů, což potvrdilo jejich předchozí výsledky.

"Ale pak jsme začali vidět něco víc," řekla Dr. Shani Stern, vědecká spolupracovnice společnosti Salk a spoluautorka nového článku. "Přestože respondenti i respondenti produkují více elektrických impulsů a spontánní aktivity, když se podíváme na elektrofyziologické vlastnosti, obě skupiny se od sebe velmi liší."

Vědci charakterizovali vzorce elektrického pálení neuronových linií všech šesti pacientů, měřili výšku hrotu, šířku hrotu, prahovou hodnotu pro vyvolání reakce a další vlastnosti. Celkové vzorce se u respondérů znatelně lišily od neodpovídajících.

"Tato práce byla vzrušující, protože jsme replikovali předchozí zjištění hyperexcitability neuronů v neuronech odvozené z nové kohorty pacientů diagnostikovaných jiným psychiatrem, což potvrdilo robustnost této vlastnosti a její potenciální využití pro vývoj léků," řekla Dr. Renata Santos, spoluautor a spoluautor výzkumu Salk.

Zajímalo by mě, zda rozdíly mohou předpovídat odezvu lithia, vědci vyškolili počítačový program, aby rozpoznali rozdíly mezi profily respondentů a neodpovídajících pomocí palebných vzorců 450 celkem neuronů během šesti nezávislých tréninkových kol.

V každém kole začali znovu trénovat systém pomocí neuronů pěti pacientů. Poté testovali systém s neurony šestého pacienta, jehož lithiová odezva byla známa týmu, ale ne programu. Proces opakovali ještě pětkrát, což jim umožnilo vytvořit v podstatě šest nezávislých modelů.

Každý model byl proškolen na datech od pěti ze šesti pacientů, přičemž pokaždé vynechal jiného pacienta z tréninkových dat a poté nechal model identifikovat posledního pacienta jako respondenta nebo neodpovídajícího. Použitím vzorů střelby pouhých pěti neuronů jakéhokoli pacienta systém identifikoval osobu jako respondenta nebo nereagujícího s přesností 92 procent.

Vědci tvrdí, že jejich metoda by mohla být použita na lymfocyty odebrané ze vzorků krve bipolárních pacientů, aby pomohla určit, zda konkrétní jedinci budou reagovat na lithium.

"Replikace vědeckých výsledků není příliš sexy, ale je zásadní," řekl Gage. "Když jsou různí vědci schopni získat stejné výsledky v různých buňkách od různých pacientů, můžeme mít větší důvěru v to, že skutečně směřujeme k něčemu, co bude pro pacienty prospěšné."

Nové poznatky jsou publikovány v časopise Molekulární psychiatrie.

Zdroj: Salk Institute