123RF
Nowa metoda pomiaru stężenia litu może pomóc w zrozumieniu i leczeniu ChAD
Redaktor: Monika Stelmach
Data: 05.11.2021
Źródło: PAP/Paweł Wernicki, ACS Central Science
Związki litu są podstawą leczenia choroby afektywnej dwubiegunowej (ChAD). Naukowcy nie wiedzą jednak, w jaki sposób ten pierwiastek pomaga pacjentom, ani dlaczego niektórzy z nich reagują na leczenie lepiej niż inni. Metoda obrazowania i pomiaru stężenia litu w żywych komórkach może pomóc w zrozumieniu tych zależności.
Od 1949 roku związki litu, lekkiego pierwiastka metalicznego – obecnego na przykład w skałach, wodzie morskiej i niektórych wodach mineralnych – są podstawą leczenia choroby afektywnej dwubiegunowej (ChAD). Tę chorobę psychiczną charakteryzują ekstremalne wahania nastroju. Mimo długiego stosowania naukowcy nadal nie całkiem rozumieją, w jaki sposób lit pomaga pacjentom, ani dlaczego niektórzy z nich reagują na leczenie lepiej niż inni.
Według National Institutes of Health około 4,4 proc. dorosłych mieszkańców USA doświadcza ChAD w pewnym momencie swojego życia. Badania wykazały, że leki na bazie litu mogą pomóc ustabilizować nastrój i zmniejszyć ryzyko samobójstwa w tej grupie. Jednak tylko mniej więcej jedna trzecia pacjentów z ChAD w pełni reaguje na leczenie litem, a reszta tylko częściowo lub wcale.
Jednym z powodów może być to, że lek ma wyjątkowo wąski zakres terapeutyczny: poniżej pewnego poziomu litu w surowicy krwi większość pacjentów nie reaguje, jednak przy nieco wyższym poziomie mogą oni doświadczyć poważnych skutków ubocznych (zaburzenia żołądkowo-jelitowe, osłabienie siły mięśniowej, uczucie znużenia, zawroty głowy, senność, biegunka, nudności, wymioty, nadmierne oddawanie moczu i pragnienie, metaliczny smak w ustach, drżenie, drgawki, przyrost masy ciała).
Możliwość pomiaru stężenia litu bezpośrednio w neuronach pacjenta mogłaby pomóc zrozumieć, jak działa lit jako lek, oraz zoptymalizować jego dawkowanie.
Naukowcy z University of Illinois w Urbana-Champaign oraz University of Michigan opracowali metodę obrazowania stężenia litu w żywych komórkach. Jak się okazało, neurony pacjentów z ChAD akumulują wyższy poziom litu niż komórki nerwowe zdrowych osób z grupy kontrolnej.
Badacze zidentyfikowali enzym, który katalizuje uwalnianie cząsteczki fluorescencyjnej z sondy RNA, wytwarzając w ten sposób sygnał tylko wtedy, gdy obecny jest lit. Enzym był 100 razy bardziej selektywny dla litu w porównaniu z innymi jonami metali, takimi jak sód i potas, które są obecne w znacznie wyższych stężeniach w komórkach ludzkich, i był wystarczająco czuły, aby wykryć lit w stężeniach mieszczących się w zakresie terapeutycznym.
Aby sprawdzić swoją koncepcję, naukowcy zebrali komórki skóry od pacjentów z ChAD i zdrowych dawców, przeprogramowali je na komórki macierzyste, a następnie zróżnicowali w neurony. Zespół potraktował neurony czujnikiem opartym na enzymie i odpowiednią terapeutycznie dawką litu. Korzystając z mikroskopii fluorescencyjnej, naukowcy odkryli, że niedojrzałe neurony od pacjentów z ChAD i zdrowych osób kontrolnych gromadziły podobne poziomy litu, ale dojrzałe neurony od pacjentów z ChAD akumulowały wyższy poziom litu niż dojrzałe neurony kontrolne.
Zdaniem autorów nowa metoda jest narzędziem do lepszego zrozumienia wpływu litu na leczenie ChAD.
Według National Institutes of Health około 4,4 proc. dorosłych mieszkańców USA doświadcza ChAD w pewnym momencie swojego życia. Badania wykazały, że leki na bazie litu mogą pomóc ustabilizować nastrój i zmniejszyć ryzyko samobójstwa w tej grupie. Jednak tylko mniej więcej jedna trzecia pacjentów z ChAD w pełni reaguje na leczenie litem, a reszta tylko częściowo lub wcale.
Jednym z powodów może być to, że lek ma wyjątkowo wąski zakres terapeutyczny: poniżej pewnego poziomu litu w surowicy krwi większość pacjentów nie reaguje, jednak przy nieco wyższym poziomie mogą oni doświadczyć poważnych skutków ubocznych (zaburzenia żołądkowo-jelitowe, osłabienie siły mięśniowej, uczucie znużenia, zawroty głowy, senność, biegunka, nudności, wymioty, nadmierne oddawanie moczu i pragnienie, metaliczny smak w ustach, drżenie, drgawki, przyrost masy ciała).
Możliwość pomiaru stężenia litu bezpośrednio w neuronach pacjenta mogłaby pomóc zrozumieć, jak działa lit jako lek, oraz zoptymalizować jego dawkowanie.
Naukowcy z University of Illinois w Urbana-Champaign oraz University of Michigan opracowali metodę obrazowania stężenia litu w żywych komórkach. Jak się okazało, neurony pacjentów z ChAD akumulują wyższy poziom litu niż komórki nerwowe zdrowych osób z grupy kontrolnej.
Badacze zidentyfikowali enzym, który katalizuje uwalnianie cząsteczki fluorescencyjnej z sondy RNA, wytwarzając w ten sposób sygnał tylko wtedy, gdy obecny jest lit. Enzym był 100 razy bardziej selektywny dla litu w porównaniu z innymi jonami metali, takimi jak sód i potas, które są obecne w znacznie wyższych stężeniach w komórkach ludzkich, i był wystarczająco czuły, aby wykryć lit w stężeniach mieszczących się w zakresie terapeutycznym.
Aby sprawdzić swoją koncepcję, naukowcy zebrali komórki skóry od pacjentów z ChAD i zdrowych dawców, przeprogramowali je na komórki macierzyste, a następnie zróżnicowali w neurony. Zespół potraktował neurony czujnikiem opartym na enzymie i odpowiednią terapeutycznie dawką litu. Korzystając z mikroskopii fluorescencyjnej, naukowcy odkryli, że niedojrzałe neurony od pacjentów z ChAD i zdrowych osób kontrolnych gromadziły podobne poziomy litu, ale dojrzałe neurony od pacjentów z ChAD akumulowały wyższy poziom litu niż dojrzałe neurony kontrolne.
Zdaniem autorów nowa metoda jest narzędziem do lepszego zrozumienia wpływu litu na leczenie ChAD.
