Аннотация результатов, полученных в 2017 году
Депрессия – одно из самых распространенных психических расстройств. По оценкам специалистов ВОЗ в мире от депрессии страдает около 350 миллионов человек и это число продолжает увеличиваться. Известно, что депрессивные расстройства встречаются чаще у женщин, чем у мужчин, однако остается неясным, связано это с биологическими или социальными факторами. В исследование биомаркеров депрессии вовлечены десятки лабораторий по всему миру, однако до сих пор не удалось найти специфических биохимических маркеров для клиники или валидизировать эффективную комбинацию неспецифических биомаркеров. Наша рабочая гипотеза предполагает, что наиболее чувствительным показателем при депрессивных расстройствах может быть реактивность стресс-реализующих систем, в том числе показателей гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси (ГГНО), провоспалительных цитокинов, нейротрофических факторов, которая адекватно отражает базовую характеристику каждого организма, его реакцию на стресс. Проект является трансляционным исследованием роли стресс-реактивности в развитии депрессивных расстройств и направлен на исследование молекулярных механизмов стресс-реактивности для последующей разработки подходов к патогенетически обоснованной коррекции заболевания. Уникальность проекта заключается в том, что одним коллективом, включающим нейробиологов и врачей, проводится параллельное согласованное и совместно спланированное исследование в эксперименте и клинике. Исследование в 2017-2018 гг. посвящено гендерному аспекту роли стресс-реактивности в развитии депрессивных расстройств. Исследования показали базовые различия поведения взрослых самцов и самок крыс Вистар в тестах на тревожность и депрессивность. В качестве модели депрессивного расстройства использовали неонатальный провоспалительный стресс (НПС). НПС вызывал появление у взрослых животных депрессивно-подобных изменений, в частности, агедонию в форме снижения предпочтения сладкого питья. У взрослых самцов НПС существенно увеличивал иммобильность в тесте вынужденного плавания; это свидетельствует о том, что НПС существенно изменяет стресс-реактивность самцов, вызывая преобладание пассивно-оборонительного поведения как иактики совладания со стрессом. Для оценки стресс-реактивности животных в использованной модели депрессивного расстройства в качестве стандартного стрессорного фактора использовали батарею поведенческих тестов, которая создает субхронический умеренный стресс (поведенческий стресс-тест). Перенесенный НПС проявляется у взрослых животных в дисрегуляции ГГНО, отражением чего является повышенный уровень кортикостерона в системном кровотоке у самок и самцов. Общим для изменения стресс-реактивности самцов и самок в результате НПС является отсутствие реактивности кортикостерона, как системной, так и в неокортексе. Гендерные особенности в реакции на НПС проявлялись в повышенной аккумуляции кортикостерона в стресс-чувствительных регионах мозга, усилении экспрессии глюкокортикоидных рецепторов (ГР) и нарушении физиологической реакции на стресс у самцов, но не у самок. НПС индуцировал повышенную стресс-реактивность на поведенческий стресс только у самок, у которых происходили разнонаправленные и регион-зависимые изменения экспрессии ГР и минералокортикоидных рецепторов (МР). Уровень экспрессии мРНК кортикотропин рилизинг гормона (КРГ), МР и ГР был выше в неокортексе и гиппокампе самок, однако не изменялся в ответ на поведенческий стресс. Изменения в системе нейротрофинов под влиянием НПС у крыс разного пола затрагивали в первую очередь различный спектр экзонов BDNF и его регионарную локализацию; отмечено снижение экспрессии мРНК NGF и, по-видимому, компенсаторное повышение экспрессии мРНК экзона I BDNF в неокортексе самок в ответ на снижение экспрессии белка BDNF в этом регионе мозга, а также повышение экспрессии мРНК экзонов VI и IX BDNF в гиппокампе самцов. НПС вызывал повышение экспрессии мРНК стресс-реактивного экзона IV BDNF в гиппокампе самцов и в неокортексе самок. В физиологическую стресс-реактивность на поведенческие тесты была вовлечена экспрессия мРНК NGF, экзона I и IX BDNF у самцов с преимущественной локализацией в неокортексе и экспрессия мРНК экзона IV BDNF у самок во фронтальной коре, тогда как в стресс-реактивность на поведенческие тесты у крыс после НПС - экзон VI BDNF в гиппокампе самцов и экзоны IV и VI BDNF во фронтальной коре самок. Гендерные различия в реакции на НПС по экспрессии генов провоспалительных цитокинов проявились в усилении экспрессии мРНК основного провоспалительного цитокина ИЛ-1β в стресс-чувствительных регионах мозга только у самок. В стресс-реактивность на поведенческие тесты у крыс обоего пола вовлечен плейотропный цитокин ИЛ-6, причем у самцов физиологическая реакция на стресс характеризуется повышением экспрессии гена цитокина ИЛ-6, а стресс-реактивность самок после НПС проявляется в снижении уровня белка ИЛ-6. Экспрессия мРНК рецептора КРГ CRHR1 и рецептора фракталкина CX3CR1 была выше в неокортексе самок; экспрессия CRHR1 демонстрировала тенденцию к снижению после стресс-теста у самок, подвергнутых НПС. Таким образом, основные стресс-реализующие системы, а также системы нейротрофинов и цитокинов исходно регион-специфично различаются у самцов и самок; эти системы в зависимости от пола по-разному изменяются у взрослых животных, перенесших НПС. При этом выраженные гендерные различия проявляются в реакции этих систем на поведенческий стресс у животных, перенесших НПС, т.е. в стресс-реактивности животных. Стресс-реактивность самцов и самок, несмотря на наличие базовых общих механизмов, качественно различна как с точки зрения задействованных сигнальных систем, так и регионов мозга. Качественные гендерные регион-специфичные различия проявляются и при изменении стресс-реактивности в результате НПС. В гиппокампе крыс, перенесших НПС, индукция долговременной синаптической потенциации (LTP) ослаблена, что отражает нарушения синаптической пластичности у животных, у которых стресс в раннем возраcте приводит к развитию депрессивно-подобных симптомов. Эти нарушения наблюдались в период индукции ранней фазы LTP и были более выражены у самок. Таким образом, НПС нарушает синаптическую пластичность гиппокампа, причем самки более чувствительны, а самцы более устойчивы к таким нарушениям. В клиническом исследовании получены данные для гендерных и возрастных аспектов взаимосвязи стресса, перенесенного в детском возрасте, с тревожно-депрессивной симптоматикой, совладающим поведением, а также базовыми чертами личности у пациентов с пограничными психическими расстройствами (когорта около 400 пациентов психиатрического стационара). В зависимости от возраста у женщин детский стресс определяет выраженность тревожно-депрессивной симптоматики, а также влияет на преобладание ряда стратегий совладания со стрессом и базовых черт личности. У мужчин влияние детского стресса в связи с возрастом более всего сказывается на выраженности депрессии и преобладании личностного фактора нейротизма. При этом, при различной численности групп и значимым отличиям показателей депрессивной и тревожной симптоматики, базовые лабораторные показатели не различались в подгруппах мужчин и женщин с разной тяжестью/частотой психологических травм в детском возрасте. В подгруппе пациентов с диагнозом депрессивного или смешанного тревожно-депрессивного расстройства выявлена взаимосвязь между уровнем психологической травматизации в детском возрасте и уровнями сывороточного кортизола у мужчин, которая отсутствовала у женщин. При учете только лиц с тяжелым уровнем депрессивной симптоматики (>19 баллов по шкале Гамильтона), корреляция в группе мужчин становилась более достоверной. Эти результаты свидетельствуют в пользу представления о взаимосвязи психологических травм в детском возрасте и активностью ГГНО у взрослых с психическими расстройствами. Более высокая стресс-реактивность среди женщин может, отчасти, объяснять отсутствие взаимосвязи между базовым кортизолом и уровнем травматизации в детстве. Второй этап клинического исследования направлен на выявление гендерных различий стресс-реактивности у мужчин и женщин с депрессивными расстройствами (пациенты психиатрического стационара) с использованием разработанного нами стресс-теста и применением неинвазивных подходов к исследованию состояния ГГНО и стресс реактивности (анализ слюны и волос). Набора пациентов будет завершен в 2018 г. Получены предварительные данные по различиям стресс-реактивности у пациентов с депрессией и лиц контрольной группы по анализу динамики кортизола в слюне после стресс-теста. Таким образом, в результате выполнения этапа проекта в 2017 г на взрослых животных продемонстрированы гендерные различия развития депрессивных симптомов, нарушения синаптической пластичности гиппокампа, а также качественные и количественные регион-специфичные гендерные различия стресс-реактивности по показателям активности ГГНО, кортикостероидных рецепторов, процессов нейровоспаления, экспрессии генов, ассоциированных со стрессом, нейровоспалением, нейротрофиновой системой. Предварительные клинические данные в существенной степени сходны с данными, полученными в эксперименте.

Аннотация результатов, полученных в 2018 году
В экспериментальной части работы использовали модель неонатального провоспалительного стресса (НПС, введение бактериального липополисахарида на 3-й и 5-й постнатальные дни). В возрасте 1 и 3 мес. было проведено иследование нарушений поведения с использованием батареи тестов для выявления тревожного и депрессивноподобного поведения, а также когнитивных функций. В норме инфантильные самки демонстрируют большую тревожность и проявляют более пассивный тип реагирования в тесте «вынужденное плавание», чем самцы, но у взрослых животных эта разница исчезает. В возрасте 1 и 3 мес НПС усиливал этот пассивный тип поведения только у самцов. У взрослых (3 мес.) животных обоего пола НПС вызывал депрессивно-подобные изменения поведения, в частности агедонию в форме снижения предпочтения сладкого питья; минимальные изменения, проявлявшиеся в поведении самцов в возрасте 1 мес, усиливались у взрослых. Существенные гендерные различия наблюдались в освоении простого моторного навыка удерживаться на вращающемся с ускорением стержне; самки исходно легче осваивали этот навык, а НПС нарушал его только у самцов. При обучение крыс поиску скрытой платформы в водном лабиринте отмечена гендерная зависимость эффективности обучения (по индексам обучения и хранения информации), при этом эффект НПС был более выражен у самок. Таким образом, у самцов результатом НПС являются черты депрессивно-подобного поведения, которые сочетаются с преобладанием пассивно-оборонительного типа реагирования при действии острых стрессирущих условий поведенческих тестов, а также снижение выносливости и/или способности к успешному освоению моторных навыков, а у самок НПС наряду с депрессивно-подобными чертами поведения приводит к определенным трудностям в решении когнитивных задач. В регионах мозга и крови животных исследованы биохимические и молекулярно-биологические показатели, которые дают информацию о состоянии гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси (ГГНО), системах провоспалительных цитокинов и нейротрофических факторов. Эти показатели измеряли в покое и после умеренной стрессорной нагрузки, роль которой выполняла батарея поведенческих тестов. В возрасте 1 мес стресс-чувствительность самцов была выше, чем самок, и об активации ГГНО и симпато-адреналовой системы свидетельствует возросший уровень кортикостерона и глюкозы в крови самцов после стрессогенных поведенческих тестов. ВлияниеНПС также в большей степени отразилось на самцах и проявилось в дисрегуляции ГГНО в виде стабильно повышенного базального уровня кортикостерона в крови и нарушении его физиологической реакции на умеренный стресс. Экспрессия мРНК важного звена ГГНО - кортикотропин рилизинг фактора (КРФ) и его рецепторов (КРФР1 и КРФР2) исходно была выше во фронтальной коре (ФК) самцов, но в гиппокампе (Гк) экспрессия мРНК КРФ была выше у самок. В ответ на НПС экспрессия КРФР2 во ФК 1-месячных самок снижалась. НПС существенно повлиял на систему нейротрофинов у самок (увеличение уровня BDNF в системном кровотоке, а также во ФК; усиление экспрессии мРНК экзона I BDNF во ФК и NGF в Гк), а у самцов, напротив, понизилась экспрессия мРНК стресс-чувствительного экзона IV BDNF во ФК. Разный спектр провоспалительных цитокинов, их рецепторов, а также разнонаправленность их изменений характеризуют гендерные различия в реакции на НПС. У самцов, перенесших НПС, уровень экспрессии генов трех основных провоспалительных цитокинов - ИЛ-1β, ИЛ-6 и ФНО, а также ИЛ-1R1 понизился во ФК без изменения уровня их белка, а у самок после НПС в этом регионе понизился уровень белка ИЛ-1β и повысились уровни экспрессии генов, кодирующих ИЛ-1R1 и ФНО. Более того, так же как и во ФК экспрессия мРНК и белка ФНО усилились в Гк самок после НПС, а у самцов, перенесших НПС, повышение содержания белка ИЛ-6 сопровождалось снижением экспрессии его гена. Под влиянием НПС не изменилась экспрессия генов ключевых белков системы фракталкина, отражающая состояние нейро-глиальных взаимодействий, но базальный уровень экспрессии мРНК фракталкина и его рецептора был выше у самцов во всех исследованных стресс-чувствительных регионах мозга по сравнению с самками. У взрослых (3 мес) животных обоего пола НПС вызывает дисрегуляцию ГГНО, повышенный уровень кортикостерона в крови. Самцы после НПС были более реактивны на умеренный стресс, демонстрировали повышение уровня АКТГ в крови и исчезновение физиологической реакции на стресс в виде повышения уровня тестостерона. Уровень эстрадиола возрос под действием умеренного стресса только у самок, перенесших НПС. Зависимые от пола изменения в системе нейротрофинов под влиянием НПС у крыс разного пола затрагивали в первую очередь различный спектр экзонов BDNF и его регионарную локализацию, что выражалось в снижении экспрессии мРНК NGF и повышении экспрессии мРНК экзона I BDNF на фоне снижения белка BDNF в неокортексе самок, а также повышении экспрессии мРНК экзонов VI и IX BDNF в Гк самцов. В физиологическую стресс-реактивность на поведенческие тесты была вовлечена экспрессия мРНК NGF, экзона I и IX BDNF у самцов с преимущественной локализацией в неокортексе и экспрессия мРНК экзона IV BDNF у самок во ФК, а в стресс-реактивность после НПС - экзон VI BDNF в Гк самцов и экзоны IV и VI BDNF во ФК самок. НПС индуцировал разнонаправленные и регион-зависимые изменения уровня провоспалительных цитокинов в мозге взрослых животных. У самок после НПС и поведенческих тестов повысились уровни ИЛ-6 и ФНО в неокортексе, а у самцов после НПС понизился уровень ФНО, а после НПС и поведенческих тестов возрос уровень ИЛ-1β в неокортексе. Гендерные различия после НПС проявились в усилении экспрессии мРНК основного провоспалительного цитокина ИЛ-1β в стресс-чуствительных регионах мозга только у самок. В стресс-реактивность у крыс обоего пола вовлечен плейотропный цитокин ИЛ-6, причем у самцов физиологическая реакция на стресс характеризуется повышением экспрессии гена цитокина ИЛ-6, а у самок после НПС проявляется в снижении уровня белка ИЛ-6. Таким образом, у самцов, как правило, вызванные НПС изменения поведения и стресс-реактивности начинаются раньше, чем у самок, при этом гендерные различия имеют как количественный, так и качественный характер. В исследовании синаптической пластичности гиппокампа (длительная потенциация, LTP, на срезах) показано, что НПС вызывает нарушения ранней фазы индукции синаптической потенциации у животных обоего пола, но конкретные механизмы нарушений гендер-зависимы. В возрасте 18 дней самцы (но не самки), подвергшиеся НПС, демонстрировали сниженную плотность окрашивания на микроглиальный маркер IBA-1 в Гк; эти изменения исчезали к возрасту 1 мес, а в 3 мес увеличение плотности окрашивания на IBA-1, которое сопровождалось и увеличением плотности астроцитов, обнаружено в ГК самок. Самцы, демонстрируя большую интенсивность пролиферации и/или выживания новых нейронов в зубчатой фасции ГК, под действием НПС снижали этот показатель на фоне усиленного созревания нейронов. Полученные в эксперименте с использованием модели НПС данные свидетельствуют о многочисленных, не только количественных, но и качественных гендерных различиях как в базальных показателях поведения, молекулярных и клеточных маркеров, так и в стресс-реактивности, оцененной по различным показателям. Динамика изменения большинства показателей в онтогенезе после НПС также гендер-зависима.В целом в данной модели НПС самцы больше подвержены патологическим изменениям и начинают проявлять нарушения стресс-реактивности раньше, чем самки. В клинической части исследования впервые проведено комплексное исследование гендерных различий в базовых параметрах и стресс-реактивности мужчин и женщин с депрессивными расстройствами. В исследовании участвовало 104 чел (67 пациентов и 37 контролей). В работе впервые использован разработанный и валидизированный в рамках проекта стресс-тест (умеренная когнитивная нагрузка) для оценки стресс-реактивности пациентов с депрессией. Выявлено снижение базовых параметров вариабельности сердечного ритма, снижение уровня нейротрофического фактора BDNF и впервые показано повышение цитокина CNTF в крови пациентов с депрессией. Впервые: 1. описаны новые базовые гендерные различия в биохимических показателях крови у пациентов; 2. выявлены качественные гендерные различия в корреляциях между тяжестью стресса в детстве (CATS - Child Abuse Trauma Scale) и биохимическими маркерами депрессивных расстройств, указывающие на качественные различия молекулярных механизмов патогенеза депрессивных расстройств у мужчин и женщин. Разработанный нами стресс-тест позволил неинвазивно оценить индивидуальную стресс-реактивность пациента по ряду показателей, характеризующих активность симпатоадреналовой и гипоталамо-гипофизарной-адреналовой систем, провоспалительных цитокинов и нейротрофинов. Стресс-реактивность женщин по данному тесту отличается от стресс-реактивности мужчин. Наше трансляционное исследование показало, что имеется группа патогенетических маркеров, определение которых в эксперименте и клинике дает наиболее значимую информацию о развитии и глубине патологии. Это показатели стресс-реализующих систем (ГГНО); группа провоспалительных цитокинов (интерлейкины 6,. 1 бета и фактор некроза опухоли альфа), для которой важны как абсолютные значения, так и соотношение цитокинов; нейротрофические факторы. Принципиально важно (и это основной компонент нашей работы, реализованный трансляционно) оценивать стресс-реактивность этих показателей, используя в качестве провокации умеренный стресс, потому что только в этом случае показатели становятся функциональными по сути. Преимущество использованной модели НПС состоит в том, что она позволяет глубоко исследовать клинически релевантные молекулярные механизмы развития депрессивных состояний и их поведенческие проявления, выявлять их биологические гендерные особенности, а также подробно изучить механизмы стресс реактивности, которые лежат в основе гендерных различий. Применение разработанного нами и валидизированного в клинике неинвазивного стресс-теста для персонализации лечения депрессивных расстройств дает в руки клиницисту новый инструмент для индивидуальной тактики лечения больного с депрессивным расстройством. Выполненный проект полностью соответствует направлению из стратегии НТР "переход к персонализированной медицине и технологиям здоровьесбережения".