Как уникальная мутация гена может вызвать аутизм
Какие факторы вызывают аутизм? Это вопрос, на который у исследователей до сих пор нет ответа. Новое исследование, проведенное на мышах и оценивающее данные, полученные на людях, предполагает, что уникальная генетическая мутация может играть ключевую роль в раннем развитии мозга, способствуя развитию аутизма.
Аутизм, который ученые и медицинские работники часто называют расстройством аутистического спектра (РАС), различен для разных людей, и его черты обычно проявляются в детстве.
Специалисты считают аутизм «расстройством развития», и аутичные люди могут иметь разный опыт взаимоотношений с другими людьми; они могут учиться по-разному и совершать повторяющиеся движения.
Для некоторых людей эти качества не являются препятствием в повседневной жизни. Другие могут посчитать эти или некоторые аспекты этих черт бесполезными или что они вызывают трудности с точки зрения взаимодействия с окружающими их людьми.
В этих ситуациях медицинские работники могут посоветовать различные способы преодоления или стратегии саморазвития. Это может включать участие в когнитивно-поведенческой терапии (КПТ), поведенческой терапии или обучение социальным навыкам. Другие могут посоветовать принимать какие-либо лекарства, например, антидепрессанты или успокаивающие препараты, если это необходимо.
По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), примерно 1 из 160 детей в мире страдает аутизмом. Несмотря на это, ученые до сих пор не уверены, какие именно факторы способствуют развитию аутистических черт.
Новое исследование, проведенное Медицинской школой Университета Северной Каролины (UNC) в Чапел-Хилл, предполагает, что генетическая мутация, которая определяет особенности раннего развития коры головного мозга, может играть ключевую роль в аутизме.
Ученые провели исследования на моделях мышей, а также оценили генетическую информацию, полученную от людей. Авторы представляют свои выводы в исследовательской статье, которая публикуется в журнале. Нейрон.
«[Новое] открытие предполагает, что РАС могут быть вызваны нарушениями, происходящими очень рано, когда кора головного мозга только начинает формироваться».
Старший автор, профессор Ева Антон
Ген-ключ к раннему развитию мозга
Исследовательская группа сосредоточилась на коре головного мозга, потому что у людей эта часть мозга регулирует функции более высокого порядка, такие как речь, сознание и память.
Ученым еще предстоит узнать, как именно развивается кора головного мозга, но они знают, что тип клеток-предшественников, которые позже дифференцируются, превращаясь в специализированные клетки, называемые радиальными глиальными клетками, являются ключом к раннему развитию коры головного мозга.
Эти клетки образуются в основании коры в особом «дизайне», который исследователи называют «мозаичным узором». Каждая радиальная глиальная клетка затем частично генерирует «базальный процесс» - стволоподобное излучение, которое действует как «каркас» и помогает новым нейронам (клеткам мозга) организовываться и вставляться в назначенные им позиции.
В своем новом исследовании на животных исследователи UNC обнаружили, что ген, называемый Memo1 нарушает структуру радиальных глиальных клеток, их базальных отростков и всю первоначальную организацию новых клеток мозга.
Команда объясняет, что предыдущие исследования показали, что мутации в MEMO1 у людей иногда возникают ассоциации с аутизмом. Однако оставалось неясным, может ли эта мутация способствовать развитию аутизма и каким образом.
В своем текущем исследовании профессор Антон и его коллеги решили поработать с мышами, в которых они удалили Memo1 ген на ранней стадии коркового развития. Команда хотела выяснить, какое влияние это окажет на мозг.
После этого исследователи отметили нарушения работы радиальных глиальных клеток, структура которых, по их словам, обычно остается стабилизированной под действием белка Memo1, кодируемого одноименным геном.
Без него каркас, который исходил из радиальных глиальных клеток, чрезмерно разветвлялся и изменял мозаику самих радиальных глиальных клеток. Это привело к дезорганизации новых мозговых клеток, некоторые из которых оказались совершенно не в том месте.
Генетические мутации у людей
Профессор Антон и его команда отмечают, что, согласно существующим исследованиям, подобный тип дезорганизации нервных клеток присутствует в мозге некоторых аутичных детей.
Основываясь на выводах, предложенных их открытиями на грызунах и предыдущими исследованиями на людях, исследователи затем приступили к анализу мутаций MEMO1 ген у аутичных людей, которые проявляли характерное поведение, а также имели интеллектуальные отклонения.
При этом команда обнаружила, что мутация этого гена у людей кодирует укороченную форму белка MEMO1, который, как авторы пишут в своей статье, «приводит к функциональной потере MEMO1» и влияет на развитие радиального глиальные клетки.
Более того, когда исследователи еще раз взглянули на искусственно созданных мышей, они отметили, что нокдаун-грызуны проявляли определенное поведение - например, отсутствие интереса к исследованиям - в соответствии с некоторыми типами поведения, типичными для аутизма.
«При нарушениях развития мозга, таких как РАС, важно понимать происхождение проблемы, даже если мы все еще далеки от возможности исправить нарушения развития, происходящие в утробе матери», - говорит профессор Антон.
«Нам нужны эти фундаментальные знания, если мы действительно хотим понять первопричины этих состояний и в конечном итоге разработать более эффективные диагностические или терапевтические стратегии», - продолжает она.
Такие результаты могут в будущем привести к лучшим вариантам лечения для людей, у которых определенные особенности аутизма приводят к инвалидности или поведенческим проблемам. Однако сторонники аутизма продолжают призывать ученых не рассматривать аутизм в целом как заболевание или проблему, требующую решения.
«Необходимо устранить диспропорции в сфере здравоохранения и сделать более доступными полезные методы лечения; тем не менее, следует не поощрять использование научно неподтвержденных методов лечения и лечения, направленного на нормализацию, а не на обучение полезным навыкам », - предупреждают представители Сети самозащиты аутистов.
