Fot. Dr Łukasz Zadka, źródło: Tomasz Walów

Wyobraźmy sobie, że komórki wysyłają do siebie maleńkie paczki. W ich wnętrzu znajdują się białka, RNA i enzymy – wszystko to, co wpływa na funkcjonowanie komórki odbiorcy. Te paczki, którymi są pęcherzyki zewnątrzkomórkowe (z ang. extracellular cesicles, EVs), potrafią dotrzeć niemal wszędzie, nawet przekroczyć barierę krew-mózg. Ich obecność we krwi to jak dostęp do prywatnej poczty organizmu. Dzięki badaniu zainicjowanemu przez dr. Łukasza Zadkę, z udziałem zespołu z Wiednia, udało się zobaczyć, jak ten biologiczny system komunikacji przebiega w depresji. – Oceniliśmy materiał tkankowy pobrany od pacjentów z rozpoznanym epizodem depresyjnym oraz osób zdrowych stanowiących grupę kontrolną. Samo określenie „depresja” może mieć wiele znaczeń. Objawy depresyjne i lękowe, które często współwystępują, są obecne również w chorobach somatycznych, jak nowotwory czy zaburzenia endokrynologiczne, dlatego trudno mówić o specyficzności depresji jako takiej. Różne stany depresji mogą jednak przejawiać odmienny profil EVs, co w przyszłości daje szansę na rozwój spersonalizowanej diagnostyki i leczenia – mówi dr Zadka. 

Serotoninowy kod

Badacze przyjrzeli się próbkom krwi pobranym od 34 pacjentów z depresją i 57 zdrowych osób. Z pomocą cyfrowej tomografii holograficznej i mikroskopii elektronowej przeanalizowali dziesiątki tysięcy pęcherzyków zewnątrzkomórkowych, mierząc ich wielkość, kształt i zawartość. U pacjentów z depresją pęcherzyki były mniejsze, bardziej jednorodne, a ich skład chemiczny różnił się od tych u osób zdrowych. Zaobserwowano także wzrost ich liczby w osoczu – jakby organizm próbował wysłać więcej sygnałów w uproszczonej formie. Największe poruszenie wywołało jednak odkrycie transportera serotoniny w środku tych mikroskopijnych paczek. Zidentyfikowano też różne izoformy tego białka, które korelowały z obrazem jego rozmieszczenia w mózgu, mierzonym za pomocą obrazowania PET-MRI. – Po raz pierwszy zidentyfikowaliśmy w pęcherzykach zewnątrzkomórkowych o pochodzeniu osoczowym transporter serotoninowy, a nawet różne jego izoformy, które na poziomie białka pęcherzykowego korelują z dystrybucją transportera w badaniach PET-MRI. W mojej ocenie jest to znaczące odkrycie mające szansę otworzyć kolejne drzwi w nowoczesnej psychiatrii – wyjaśnia dr Zadka.

Biomarker przyszłości

Badacze zauważyli też, że osoby z wyższym poziomem drobnych pęcherzyków i większą ekspresją markera CD9 gorzej reagowały na leczenie. Obecność EVs we krwi może sygnalizować mniejszą skuteczność terapii. – Wyniki sugerują jednak pewną odrębność pęcherzyków występujących w depresji, co podkreśla ich potencjalne znaczenie w diagnostyce epizodów depresyjnych. Dodatkowo wskazują na możliwość wykorzystania EVs w kategorii markera prognostycznego odpowiedzi na wdrożone leczenie przeciwdepresyjne – zaznacza dr Zadka. Pęcherzyki okazują się nośnikami złożonych informacji – od fragmentów RNA po białka błonowe – co czyni je unikalnym źródłem danych biologicznych.

Technologiczne wyzwania i potencjał

Choć pęcherzyki zewnątrzkomórkowe mają ogromny potencjał diagnostyczny, ich rutynowe zastosowanie w leczeniu klinicznym nie jest jeszcze możliwe. – Na pierwszym miejscu wymieniłbym specyficzność. Należy podkreślić, że populacja pęcherzyków obecna we frakcji osocza jest sama w sobie niezwykle zróżnicowana. W gąszczu różnych pęcherzyków należałoby wytypować ich odpowiednią subpopulację unikalną dla danej grupy zaburzeń psychicznych – dodaje dr Zadka. Dodatkową barierą są koszty – procedury izolacji i analizy EVs nadal są zbyt drogie, aby stosować je powszechnie. Postęp technologiczny daje jednak nadzieję. – W zakresie możliwości wizualizacji i fenotypowania EVs mamy coraz więcej nowoczesnych technik. Nie martwiłbym się o aspekty techniczne, ale koszty i dostępność finansowania – zdradza dr Zadka.

Czy to rewolucja w psychiatrii?

Na to pytanie nie ma jeszcze pełnej odpowiedzi. W tej chwili sukcesem pozostaje odkrycie znaczenia EVs w depresji oraz odpowiedzi na wdrożoną farmakoterapię. Czy depresja ma swój własny kod biologiczny? Być może odpowiedź na to pytanie skrywa się właśnie w mikroskopijnych pęcherzykach, które codziennie kursują w naszym organizmie i które stopniowo zaczynamy poznawać.

Czy wiesz, że…?

* ... aktywność ludzkiego mózgu jest połączona z krwią? Robi to za pomocą mikroskopijnych pęcherzyków krążących w osoczu, których skład może odpowiadać zmianom biochemiczne zachodzące w tkance mózgowej.

* ... te maleńkie paczki, tzw. pęcherzyki zewnątrzkomórkowe, zmeniają się w depresji, jak również wykazują związek ze skutecznością leków przeciwdepresyjnych?

* ... najpopularniejsze leki na depresję celują w transporter serotoniny, a naukowcom udało się znaleźć to białko… wewnątrz krążących pęcherzyków we krwi?

* ... być może w przyszłości wystarczy pobranie krwi, by nie tylko zdiagnozować depresję, ale też dobrać najlepszą, spersonalizowaną terapię dla konkretnego pacjenta?

Uniwersytet Medyczny we Wrocławiu