Autorka: Petra Nagyová, Foto: archív Jakuba Szaba
Čo spája poruchy autistického spektra, schizofréniu a Alzheimerovu chorobu? Výskum neuropsychiatrických porúch ukázal, že súvisia s neurozápalom. Aktívne ho skúma aj psychológ a neurovedný výskumník Jakub Szabó, ktorý vo vedeckej práci využíva skúsenosti z psychológie a biomedicíny. Rozprávali sme sa spolu aj o tom, ako experimentálne hlodavce možno využiť pri výskume PAS alebo osamelosti a čo stojí za vznikom porúch autistického spektra.
V rozhovore s Jakubom Szabóom sa tiež dozviete:
- ako vyzerá výskum s experimentálnymi myšami,
- čo je príčinou vzniku PAS,
- čo majú spoločné poruchy autistického spektra a Alzheimerova choroba,
- ako vznikli konšpirácie o vakcínach spôsobujúcich autizmus,
- ako sa využívajú animálne modely vo výskume osamelosti,
- aký je rozdiel vo výskume na Slovensku a v Amerike,
- prečo by mali vedci zrozumiteľne komunikovať s verejnosťou.
Vaša výskumná práca prepája psychológiu a biomedicínu. Čomu sa konkrétne venujete?
Ako výskumník Ústavu lekárskej fyziky a biofyziky na Lekárskej fakulte Univerzity Komenského v Bratislave sa venujem najmä skúmaniu neurozápalu.
Zaujímajú ma zápalové procesy v mozgu a s kolegami skúmame, aká je ich úloha pri vzniku rôznych neuropsychiatrických porúch, ako sú autizmus, schizofrénia alebo neurodegeneratívne ochorenia ako Alzheimerova choroba. V tomto kontexte pracujeme najmä s animálnymi modelmi, aby sme mohli detailnejšie sledovať, ako tieto ochorenia vznikajú, ako sa vyvíjajú a ako by sa mohli liečiť.
Akú rolu zohráva neurozápal v tomto výskumnom príbehu?
Zápal v mozgu sa ukazuje ako spoločný menovateľ mnohých neuropsychiatrických porúch. Doterajší výskum naznačuje, že pravdepodobne môže súvisieť aj s ich vznikom. Neurozápal ako taký je prirodzený a veľmi potrebný proces. Pokiaľ však pretrváva dlho alebo je príliš závažný, môže nastať problém.
Keďže zápal je tiež niečo, čo vieme farmakologicky ovplyvniť, ide o veľmi perspektívnu oblasť výskumu. Hoci autizmus a Alzheimerova choroba sú dve odlišné diagnózy, neurozápal je jedným z faktorov, ktorý ich spája. Vo výskume oboch chorôb existujú zistenia naznačujúce, že cieliť liečbu na zápalové procesy má zmysel.
Ako si môžeme predstaviť váš výskum v laboratórnych podmienkach?
Ide o tzv. predklinický výskum, ktorý sa realizuje ešte predtým, než sa niečo začne klinicky skúmať s ľudskými participantmi.
„Poruchy autistického spektra majú veľmi dominantné genetické pozadie. Odhaduje sa tu 70 % až 90 % miera genetických faktorov, pričom ide o polygénnu poruchu. Stoja za ňou mnohé genetické mutácie.“
V laboratóriu pracujeme so zvieracími modelmi, dominantne s experimentálnymi myšami alebo potkanmi. Žijú v kontrolovanom prostredí, v ktorom udržiavame preddefinované podmienky.
Špeciálne pritom dbáme na dodržiavanie zásad etického zaobchádzania s laboratórnymi zvieratami. To zahŕňa redukovanie stresu aj zabezpečenie sociálneho kontaktu.
Myši sú modelom živého organizmu a pomáhajú nám pochopiť, ako funguje ľudský mozog. Pri výskume nás zaujíma etiopatogenéza, ale aj patomechanizmus danej poruchy či choroby. To znamená, ako porucha vzniká a aké procesy ju zhoršujú, prípadne zmierňujú. To, čo sa podarí overiť v animálnych modeloch, sa snažíme prenášať do klinickej praxe.
Prečo práve myši? Možno ich správanie porovnávať s ľudským?
Myši sú sociálne zvieratá s komplexným správaním. Pôvodom pochádzajú z certifikovaných laboratórií a dostávame ich už s geneticky upraveným pozadím, keďže mnohé zo skúmaných porúch majú silný genetický základ.
Genetická predispozícia je práve jedna z vecí, ktorú nám animálny výskum umožňuje rozobrať detailnejšie.
U ľudí rozoznávame rôzne genetické polymorfizmy a mutácie, ktoré podmieňujú ich choroby, ale s tými je prirodzene náročné priamo pracovať. Môžeme robiť rôzne asociačné alebo retrospektívne štúdie, administrovať dotazníky a performačné testy alebo odoberať vzorky slín či krvi. Je však veľmi ťažké robiť experimenty zamerané na overenie kauzality. To nám umožňujú práve animálne modely.
Uveďme si nejaký príklad.
Napríklad poruchy autistického spektra majú veľmi dominantné genetické pozadie. Odhaduje sa tu 70 % až 90 % miera genetických faktorov, pričom ide o polygénnu poruchu. Stoja za ňou mnohé genetické mutácie.
„Ľudia nečítajú zložité odborné štúdie, ktorých odborný jazyk musia často lúštiť. Treba im ich komunikovať ľudsky a zrozumiteľne. V opačnom prípade budeme od seba aj naďalej odpojení a z tejto nejasnosti bude vznikať stále väčší priestor pre mýty a konšpirácie.“
Nájsť a pracovať s dostatočným počtom pacientov, ktorí túto rôznorodosť reprezentujú, je takmer nemožné. Animálne modely sú preto oveľa prístupnejšie.
Akým spôsobom pracujete s myšami?
Pracujeme s myšacími modelmi, ktoré sú prispôsobené výskumným účelom. Nie je to tak, že idem do chov produktu, kde si kúpim myšku, s ktorou sa hrám.
Fakt, že vieme cielene pracovať s konkrétnymi mutáciami, nám umožňuje rozoberať príčiny skúmaných porúch a chorôb viac do hĺbky. A čo je zásadné, v animálnom výskume môžeme cielene manipulovať podmienkami, testovať rôzne intervencie a takto skúmať kauzalitu. U ľudí to nie je možné.
Čo sa vám už podarilo vo výskume zistiť napríklad pri poruchách autistického spektra?
Poruchy autistického spektra modelujeme najčastejšie a máme s nimi veľa skúseností.
V nedávnej štúdii sme napríklad ukázali, že pri geneticky predisponovanom modeli PAS pomáha pravidelné podávanie oxytocínu – hormónu a neuropeptidu, ktorý sa prirodzene uvoľňuje napríklad pri sociálnom kontakte.
Jeho podávaním sa nám podarilo u myší liečiť deficit v sociálnom správaní, ale tiež prítomnosť repetitívneho a stereotypného správania.
Výsledky sme publikovali v prestížnom vedeckom časopise a zdieľame ich s ostatnými vedeckými tímami po celom svete, ktoré sa tejto oblasti venujú. Viaceré medzinárodné tímy kolegov ukazujú podobné výsledky v predklinickom výskume. Následný klinický výskum však ukazuje malý, ak vôbec nejaký terapeutický efekt oxytocínu. Prečo to tak je, zatiaľ nevieme jasne vysvetliť.
Čo býva dôvodom vzniku poruchy autistického spektra?
Dôvod vzniku poruchy autistického spektra je veľmi variabilný. Hovoríme o tisícke jednotlivých rizikových génov, s ktorými sa spájajú ešte mnohé faktory prostredia. Aj preto univerzálna liečba zrejme neexistuje.
„Osamelosť je subjektívne vnímaný stav, pri ktorom človeku chýba blízkosť okolia. Môže byť s ľuďmi v aktívnom kontakte a napriek tomu sa cíti osamelo. To je niečo, čo by sa dalo u potkanov modelovať len veľmi ťažko. Vieme však u nich modelovať sociálnu izoláciu.“
Jediné, čo sa dnes v rámci farmakoterapie používa, sú vybrané antipsychotiká pri liečbe hyperaktivity. Centrálne symptómy, ako sociálne deficity a repetitívne správanie, zatiaľ farmakologicky podchytiť nevieme.
Oxytocín by snáď mohol predstavovať nádej aspoň pre niektoré skupiny pacientov s poruchami autistického spektra. Overiť tieto výsledky v takýchto vybraných pacientskych populáciách bude ale ďalej záležať od klinických skúšaní.
Akú rolu v tom zohráva psychoterapia?
Čo u PAS skutočne zaberá a na čo poukazujú aj klinické štúdie, sú behaviorálne intervencie ako rôzne nácviky sociálneho správania, ABA terapia či kognitívne-behaviorálna terapia.
To sú prístupy, ktoré pri centrálnych symptómoch fungujú. Problémom je, že stoja veľa úsilia, finančných prostriedkov i času rodičov.
Hoci je dokázané, že za poruchami autistického spektra je najmä genetické pozadie, veľa ľudí sa stále odvoláva na vakcíny. Ako by ste to tvrdenie vyvrátili?
Treba jasne povedať, že vakcíny nemajú nič spoločné s nástupom autizmu. Je to informácia, ktorú si ľudia stále často posúvajú v diskusiách na sociálnych sieťach, ale aj na fórach, ktoré by už mohli byť svojou odbornosťou dávno ďalej.
„Myši sú modelom živého organizmu a pomáhajú nám pochopiť, ako funguje ľudský mozog. Pri výskume nás zaujíma, ako porucha vzniká a aké procesy ju zhoršujú, prípadne zmierňujú. To, čo sa podarí overiť v animálnych modeloch, sa snažíme prenášať do klinickej praxe.“
Fenomén, ktorý sa tu roky šíri, spôsobila štúdia, ktorá bola publikovaná pred vyše dvadsiatimi rokmi v prestížnom odbornom časopise The Lancet. Napriek tomu, že sa k nej odborná verejnosť postavila v podstate okamžite veľmi kriticky, trvalo až dvanásť rokov, kým ju oficiálne stiahli. Dôvodom bolo, že stála na výrazných metodologických chybách.
Pracovala s veľmi malou vzorkou, úplne jej chýbala kontrolná skupina, postavili ju na čisto retrospektívnych svedectvách rodičov a dokonca sa neskôr ukázalo, že autori upravovali anamnézu pacientov, aby im sadla k hypotézam. Tým sa dopúšťali veľkých morálnych a metodologických chýb a hrubo porušovali etické zásady výskumu. Hneď po jej publikácii nasledovali viaceré veľké štúdie s rigoróznym dizajnom, pričom žiadna z nich podobné prepojenie nezaznamenala.
Kým sa však na základe týchto chýb štúdia stiahla, k jej zisteniam sa prirodzene dostala aj široká verejnosť.
Čo sa udialo potom? Aké to malo dôsledky?
Štúdia sa síce stiahla a hlavný autor prišiel o lekársku licenciu, no istá časť spoločnosti sa jej záverov, bohužiaľ, stále drží.
Nie je to žiadna novinka, že ak sa niečo takýmto spôsobom spätne stiahne, v ľuďoch to vyvoláva zvýšený záujem, prečo k tomu v prvom rade došlo. Takáto situácia je skoro ideálna pre vznik konšpiračných teórií. Ide o silno emočne nabitú informáciu a ak sa začne šíriť, ťažko to zastaviť.
„Zápal v mozgu sa ukazuje ako spoločný menovateľ mnohých neuropsychiatrických porúch. Doterajší výskum naznačuje, že pravdepodobne môže súvisieť aj s ich vznikom. Neurozápal ako taký je prirodzený a veľmi potrebný proces. Pokiaľ však pretrváva dlho alebo je príliš závažný, môže nastať problém.“
Vakcíny sú dnes jedným z najefektívnejších spôsobov prevencie ochorení a je skutočne tragické, s akým odporom sa v širokej spoločnosti stretávajú. Dôsledky už môžeme napokon pozorovať všade okolo seba.
Súbežne so zdvihnutím protivakcinačnej vlny sa nanovo zdvihla aj incidencia chorôb, ktoré sme práve vďaka vakcínam mali už dávno pod kontrolou.
Vráťme sa späť k vašej praxi. Zaujímalo by ma ešte viac, ako konkrétne vyzerá experimentálny výskum s laboratórnymi myšami.
Často používame napríklad rôzne testy správania. Máme pripravené tzv. behaviorálne arény, do ktorých umiestnime myš a ktoré sú dizajnované tak, aby modelovali špecifické situácie. Pred takýmto testovaním si však najskôr musia na nové prostredie zvyknúť, aby ich zbytočne nestresovalo.
Po tejto habituačnej fáze spustíme testovanie, pričom správanie zvierat sledujeme cez kamery. Pri každom vybratom teste správania tiež dbáme na jeho validitu. Teda, ako dobre nám konkrétny test meria, čo chceme merať.
V animálnom výskume je napríklad častý tzv. trojkomorový test sociálnej interakcie. Aréna je rozdelená na tri komory, z ktorých stredná je prázdna. Bočné komory majú valcové nádobky s mriežkou, do ktorých umiestnime inú neexperimentálnu myš (tzv. sociálneho partnera) alebo neživý objekt.
Následne sledujeme, koľko času trávi experimentálna myš v interakcii s neživým objektom a koľko v kontakte s neexperimentálnou myšou. Pokiaľ uprednostňuje tráviť čas s neživým objektom, hovoríme o prítomnosti sociálneho deficitu.
Čoraz viac však využívame jednoduchšie a realistickejšie testy. Napríklad priamy kontakt dvoch myší v jednej aréne. Tam môžeme sledovať oveľa komplexnejšie ich sociálne správanie, ktoré môže byť aj vzájomné. Sledujeme, ako sa očuchávajú, či sa hrajú, naháňajú, vyhýbajú sa alebo sú agresívne. Tieto testy nám dávajú detailnejší pohľad na skutočné správanie.
V rámci projektu DISCONNECT ste skúmali aj osamelosť. Aj v ňom ste využívali experimentálne hlodavce?
V tomto prípade sme používali experimentálne potkany. Tie sú ešte o čosi spoločenskejšie ako myši. Vytvárajú zložitejšie sociálne vzťahy a výraznejšie reagujú na odlúčenie, čím lepšie modelujú niektoré aspekty ľudskej osamelosti.
V projekte DISCONNECT sme sa snažili doplniť poznatky kolegov predklinickým rozmerom. To, čo naši kolegovia na Katedre psychológie UK zistili u ľudských participantov, sme sa snažili bližšie overiť a ozrejmiť v animálnych modeloch. V doterajšom výskume to najmä znamenalo sledovať efekt sociálnej izolácie.
Osamelosť je subjektívne vnímaný stav, pri ktorom človeku chýba blízkosť okolia. Môže byť s ľuďmi v aktívnom kontakte a aj sa s nimi pravidelne stretávať a napriek tomu sa cíti osamelo. To je niečo, čo by sa dalo u potkanov modelovať len veľmi ťažko. Vieme však u nich modelovať sociálnu izoláciu a teda objektívny stav definovaný väčšinovou alebo úplnou absenciou kontaktu s okolím.
Potkana na istý čas izolujeme od ostatných, pričom detailne sledujeme odpoveď jeho endokrinného, imunitného a nervového systému. Následne môžeme sledovať efekty intervencie. Či už je to farmakologická intervencia, ako napríklad spomínaný oxytocín alebo behaviorálna intervencia, ako napríklad vplyv resocializácie s ostatnými potkanmi.
Zároveň ale netreba zabúdať, že potkany nie sú ľudia. Ich dominantným zmyslom je čuch. Aj keď sú fyzicky oddelené, navzájom sa cítia. Pri navrhovaní tohto typu experimentu treba myslieť aj na takéto momenty.
Či už používame klietky so špeciálnou filtráciou vzduchu, alebo navrhujeme špeciálne časovania izolácií, musí to vždy dávať zmysel pre účely modelovania reálnych situácií, ktoré ľudia zažívajú. Vďaka takémuto výskumu potom vieme lepšie pochopiť dôsledkom sociálnej izolácie aj na ľudský mozog.
Akú výhodu má používanie animálnych modelov vo výskumoch?
Niektoré časti takéhoto výskumu je možné robiť u ľudí, mnohokrát ale ostávame na úrovni nešpecifických asociácií. Animálne modely majú najväčšiu výhodu v tom, že do experimentálnej situácie môžeme vstupovať a testovať kauzalitu špecifických vplyvov.
Potkanom môžeme ten oxytocín priamo podávať, ale môžeme aj stimulovať jeho vnútorné vylučovanie alebo ho blokovať. Oxytocín sa tiež vylučuje prirodzene pri sociálnom kontakte. To znamená, že aj sociálny kontakt sám o sebe môže byť dostatočným stimulom.
„Vakcíny nemajú nič spoločné s nástupom autizmu. Je to informácia, ktorú si ľudia stále často posúvajú v diskusiách na sociálnych sieťach, ale aj na fórach, ktoré by už mohli byť svojou odbornosťou dávno ďalej.“
Na druhej strane, absencia sociálneho kontaktu môže byť stimulom s opačným efektom. Pacienti s poruchami autistického spektra sa sociálnemu kontaktu často vyhýbajú. Nie preto, že by nechceli byť v kontakte, ale sociálny priestor pre nich môže byť príliš zložitý. Majú problém ho navigovať, čo u nich vyvoláva úzkosť a následné vyhýbanie sa.
Kolegovia skúmajú, aké vzorce správania ľudia používajú v rôznych situáciách. Animálne modely nám zas veľmi pomáhajú porozumieť mechanizmom, ktoré stoja za takýmto správaním na úrovni mozgu, vďaka možnosti sledovať kauzalitu.
Pôsobili ste istý čas aj na Newyorskej univerzite v Amerike. Ako by ste porovnali výskum u nás v porovnaní s americkým?
V Amerike som bol viac ako rok a s kolegami sme skúmali neurozápal v súvislosti s Alzheimerovou chorobou. V tejto spolupráci stále pokračujeme.
Mnohé prístroje, ktoré sme používali v laboratóriu, boli oveľa staršie než tie naše. Navyše ich počet bol obmedzený a často sme na ich použitie museli dlho čakať. Dôvodom je hlavne fakt, že výskumné granty v USA fungujú inak. Vedci sú z nich väčšinou priamo platení, čo ich značne limituje aj v tom, aké vybavenie si laboratórium môže dovoliť.
Rozdiel je aj v organizácii práce. U nás je časté, že viaceré menšie tímy pracujú naraz na viacerých projektoch, ktoré sa svojím zameraním nemusia vždy prekrývať. V USA to veľakrát majú naopak. V jednej veľkej miestnosti nájdete laboratóriá viacerých vedeckých tímov pokope, ktoré sa medzi sebou až tak veľmi nerozprávajú, ale všetky systematicky pracujú na rôznych menších aspektoch rovnakej témy. Jeden, aj druhý prístup má svoje pre a proti, avšak časom zisťujem, že preferujem skôr ten náš.
Čo však považujem za úplne kľúčové je, že v USA sa výsledky často oveľa efektívnejšie komunikujú smerom k verejnosti. Ak sa niečo zaujímavé zistí a vedecky publikuje, laboratórium osloví PR tím, ktorý spolu s autormi pripraví popularizačný článok, kde zrozumiteľným spôsobom vysvetlí ľuďom čo robili a prečo je to dôležité.
Nenastáva potom také priepastné odpojenie vedy od širšej verejnosti ako u nás a ľudia sú s prácou vedcov prepojení oveľa viac. Myslím si, že tento rozmer nám na Slovensku dosť chýba.
Čo by ste si teda želali pre slovenskú vedu?
Aby sme sa ako vedci viac rozprávali s verejnosťou, ale aj medzi sebou navzájom. Aby sme sa vyjadrovali k veciam, ktorým rozumieme a aby sme to vždy robili so vzájomným rešpektom. Je dôležité hovoriť verejnosti, čo robíme a prečo je to potrebné.
Ľudia nečítajú zložité odborné štúdie, ktorých odborný jazyk musia často lúštiť a ktoré sú pre nich aj často nedostupné. Treba im ich komunikovať ľudsky a zrozumiteľne.
V opačnom prípade budeme od seba aj naďalej odpojení a z tejto nejasnosti bude vznikať stále väčší priestor pre mýty a konšpirácie. Typickým príkladom je už spomenutá vakcinácia. Veľa ľudí stále verí, že vakcíny spôsobujú autizmus alebo že menia štruktúru DNA. Myslím, že minimálne v tejto oblasti vo vede komunikačne zlyhávame.
O to viac by sme ako vedci mali hovoriť jasne. Nie preto, aby sme ľudí presviedčali, ale aby sme im ponúkli oporu pri hľadaní pravdy založenej na dôkazoch, formou vedeckých poznatkov.
Kto je Jakub Szabó
Vyštudovaný psychológ, ktorý v súčasnosti pôsobí ako neurovedný výskumník na Ústave lekárskej fyziky a biofyziky Lekárskej fakulty Univerzity Komenského (LF UK) v Bratislave. Počas doktorátu na Ústave molekulárnej biomedicíny LF UK v Bratislave sa venoval zápalu centrálnej nervovej sústavy, ku ktorému sa dostal cez výskum porúch autistického spektra a schizofrénie a v ktorom naďalej pokračuje. Pôsobil na Newyorskej univerzite v USA, s ktorej výskumným tímom dodnes spolupracuje.