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新しい方法で92％の精度でリチウムの反応を予測

双極性障害の最初の治療として長い間、リチウムはそれでも病気の患者の約3分の1にしか効果がなく、効果があるかどうかを知るまでに1年ほどかかる場合があります。

新しい研究で、ソーク研究所の科学者は、双極性を持つ個人がリチウムに反応することを92％の精度で予測する方法を見つけたと言います。調査結果は、研究室での障害の細胞基盤の発見を確認し、リチウムに反応する患者と反応しない患者の大多数を支援し、効果のない治療を受ける痛みを伴うプロセスを回避します。

「このシステムの注目すべき点は、複数の患者からの500または600の細胞を使用する必要がないことです」と、Salk’s Laboratory of Geneticsの教授である上級著者のRusty Gage博士は述べています。「ある患者の5つの細胞で、誰かがリチウムに反応するか反応しないかを定義できます。」

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500万人以上のアメリカ人が双極性障害に苦しんでいます。双極性障害は、治療されずに放置されると、自殺のリスクが高くなる進行性の精神状態です。リチウムは障害の治療に推奨される薬物ですが、なぜそれが一部の人にしか効き、他の人には効かないのかは明らかではありません。

研究チームの以前の研究は手がかりを提供し、双極性障害を持つ人々のニューロンはより容易に刺激され、障害のない人々のニューロンよりも電気インパルスをより速く発火することを示しました。調査結果は、リチウムを注入した培地で一部の人々のニューロンを維持することで、この興奮亢進を静めることを示しました。

「2015年に、双極性障害を持つ人々の脳細胞は、他の人々の脳細胞よりも刺激に対して敏感であることを発見しました」とゲージは述べました。「それ以来、私たちはその感度をより詳細に特徴付けることができ、双極性患者のニューロンの明確なパターンを見分け、リチウムに反応する人と反応しない人を予測することができました。」

新しい研究のために、研究者らは、一見同等の活動亢進にもかかわらず、一部の双極性患者のニューロンがリチウムに反応するのに対し、他の細胞は反応しない理由をよりよく理解しようと試みました。

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今回は、皮膚細胞を使用する代わりに、研究者たちは6人のまったく新しい双極性患者からリンパ球（免疫細胞）を再プログラムしました。チームは、リンパ球由来のニューロンに同じ興奮亢進を発見し、以前の結果を確認しました。

「しかし、それから私たちはもっと何かを見始めました」と、ソークの研究員であり、新しい論文の共同筆頭著者であるシャニー・スターン博士は言った。「レスポンダーとノンレスポンダーの両方がより多くの電気インパルスと自発的活動を生み出しますが、電気生理学的特性を見ると、2つのグループは互いに非常に異なっています。」

研究者たちは、6つの患者のすべての神経系の電気的発火パターンを特徴付け、スパイクの高さ、スパイクの幅、反応を引き起こすためのしきい値、およびその他の特性を測定しました。全体的なパターンは、レスポンダーとノンレスポンダーで著しく異なっていました。

「この研究はエキサイティングでした。異なる精神科医によって診断された患者の新しいコホートから派生したニューロンでニューロンの興奮性亢進の以前の発見を再現し、この特性の堅牢性と薬剤開発へのその潜在的な使用を確認したからです」とRenata Santos博士は述べた。共同筆頭著者およびソーク研究協力者。

違いがリチウムの反応性を予測できるかどうか疑問に思って、研究者たちは6つの独立したトレーニングラウンドで合計450のニューロンの発火パターンを使用して、応答者と非応答者のプロファイルの違いを認識するようにコンピュータープログラムをトレーニングしました。

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各ラウンドで、5人の患者のニューロンを使用してシステムをトレーニングし直しました。次に、6人目の患者のニューロンを使用してシステムをテストしました。そのリチウム応答性はチームには知られていましたが、プログラムには知られていませんでした。彼らはこのプロセスをさらに5回繰り返し、本質的に6つの独立したモデルを構築することができました。

各モデルは、6人の患者のうち5人からのデータでトレーニングされ、毎回異なる患者をトレーニングデータから除外し、最後の患者を応答者または非応答者としてモデルに識別させました。システムは、患者のニューロンの5つだけの発火パターンを使用して、その人を92％の精度で応答者または非応答者として識別しました。

研究者らは、彼らの方法は、特定の個人がリチウムに反応するかどうかを決定するために、双極性患者の血液サンプルから採取されたリンパ球に適用できると述べています。

「科学的な結果の再現はそれほど魅力的ではありませんが、それは非常に重要です」とゲージ氏は語った。「さまざまな科学者がさまざまな患者のさまざまな細胞で同じ結果を得ることができるとき、私たちは患者にとって有益な何かに本当に取り掛かっているという確信が高まります。」

新しい調査結果はジャーナルに掲載されています 分子精神医学.

ソース：ソーク研究所