Биполярное расстройство характеризуется сменами настроения без внешних причин: от сильного прилива сил (мании) до снижения энергичности и депрессивных эпизодов. Биполярное расстройство обычно развивается во взрослом возрасте и затрагивает от одного до трех процентов населения мира. При этом вероятность передачи расстройства по наследству около восьмидесяти процентов предполагает вклад в развитие заболевания факторов как генетики, так и среды.

Некоторые исследования сейчас связывают биполярное расстройство с нарушениями воспалительных процессов. Так, например, у пациентов с расстройством чаще возникают заболевания, связанные с воспалением: сердечно-сосудистые, аутоиммунные, сахарный диабет. Также у больных наблюдаются повышенные уровни провоспалительных цитокинов (TNF)-α и интерлейкина 6. При этом связь иммунных клеток мозга — астроцитов — с биполярным расстройством и воспалительными процессами при нем до сих пор не была изучена.

Ученые из Института биологических исследований Солка под руководством Кришны Вадодария (Krishna C. Vadodaria) изучили астроциты пациентов с биполярным расстройством. Для этого они взяли у шести пациентов с биполярным расстройством первого типа клетки кожи и в лабораторных условиях перепрограммировали их в плюрипотентные стволовые. Такие клетки могут развиваться в любой клеточный тип в зависимости от факторов среды. Благодаря этому свойству их используют для получения тех клеток, которые из тела получить сложно — клеток мозга, сердца и других.

Биологи получили из стволовых клеток астроциты — вспомогательные клетки мозга, которые участвуют в иммунном ответе. У астроцитов проанализировали транскриптомный профиль (работу генов) в базовом состоянии и после обработки интерлейкином 1-бета — агентом, стимулирующим воспаление. Оказалось, что в обоих случаях астроциты пациентов с биполярным расстройством отличались от этих же клеток здоровых пациентов: в базовом состоянии у астроцитов больных было активно больше генов клеточного цикла и деления, а после обработки интерлейкином — генов борьбы с вирусами и ответа на интерферон. Интересно, что у астроцитов пациентов с биполярным расстройством в обоих случаях была повышена (p < 0,05) продукция интерлейкина 6 — вещества, которое стимулирует иммунный ответ.

После этого биологи решили исследовать последствия измененного иммунного ответа и проверили, изменится ли у астроцитов функция клеток-помошниц нейронов. Для этого астроциты и нейроны культивировали вместе, после чего у нейронов измерили электрическую активность. Оказалось, что присутствие астроцитов, обработанных интерлейкином 1-бета, значительно снизило частоту и продолжительность импульсов у нейронов.

Исследователи предположили, что негативное воздействие стимулированных астроцитов на нейроны могло быть связано с выделением белковых факторов из-за воспаления. Чтобы проверить эту гипотезу, биологи снова простимулировали астроциты воспалительным агентом интерлейкином 1-бета, после чего собрали жидкость вокруг клеток для исследования. Оказалось, что астроциты пациентов с биполярным расстройством выделяли значительно больше интерлейкина 6, тогда как уровни других факторов были похожи на контрольные. Количество интерлейкина 6 было выше и в крови пациентов с биполярным расстройством (p < 0,05).

Ученые обработали нейроны средой после культивирования в ней астроцитов и показали, что она также негативно влияет на активность нейронов. Чтобы показать, что из всех факторов астроцитов на нейроны влияет именно интерлейкин 6, биологи заблокировали его при помощи антител. Активность нейронов действительно вернулась в норму (p < 0,05).

Для поиска причин развития ментальных заболеваний важно найти диагностические критерии, которые позволили бы отличать их друг от друга и от нормы. Биполярное расстройство, например, научились отличать от депрессии при помощи фМРТ: у них на снимках была другая активность миндалины мозга.