- Статьи
- Наука и техника
- Аутистическая натура: ученые приблизились к пониманию причин расстройства психики
Аутистическая натура: ученые приблизились к пониманию причин расстройства психики
Ученые смогли выявить один из механизмов возникновения аутизма. Проведя серию экспериментов на мышах, они доказали, что подобное расстройство психики возникает из-за «выключения» гена CDH13 и усугубляется под воздействием детских стрессовых переживаний. В дальнейшем новые знания должны помочь медикам разработать эффективные методики диагностики и лечения заболевания.
Белок для мозга
Первые симптомы аутизма — нарушение социальных взаимодействий и расстройства в эмоциональной сфере — обычно проявляются у детей в возрасте до трех лет. К характерным признакам болезни относят склонность к определенным стереотипным движениям (например, покачиваниям вперед-назад), задержку речевого развития или необычное использование слов. Умственные способности ребенка при этом могут быть как снижены, так и сохранены — всё зависит от формы заболевания и степени его тяжести. Механизмы формирования недуга связывают, в частности, с генетическими факторами, но до сих пор они до конца не ясны.
Нейробиологи из Первого Московского государственного медицинского университета им. И.М. Сеченова впервые показали, как определенные генетические мутации в сочетании с пережитым в детстве стрессом влияют на развитие аутизма. Ученые провели эксперименты на мышах: сравнили поведение особей с «включенным» и «выключенным» геном CDH13. Именно этот ген играет одну из ключевых ролей в развитии расстройств аутистического спектра, синдрома гиперактивности, дефицита внимания, а также депрессии.
Как пояснили ученые, ген CDH13 кодирует белок кадгерин 13, участвующий во многих процессах в мозге. Однако до сих пор науке было неизвестно, потеря или усиление функций кадгерина 13 приводит к пагубным последствиям, сообщил «Известиям» руководитель лаборатории психиатрической нейробиологии Института молекулярной медицины Сеченовского университета профессор Клаус-Петер Леш.
— Мы работали в два этапа. Сначала провели изменения в генах у мышей и изучили реакцию мозга. Затем тех же мышей подвергли стрессу — разлуке с матерью, — рассказал ученый. — В первой части исследования мы искусственно снизили выработку кадгерина 13. Оказалось, что этот белок участвует в развитии серотониновой системы мозга. У мышей с «выключенным» геном наблюдалась более высокая плотность серотониновых нейронов и повышенная иннервация (снабжение органов и тканей нервами, что обеспечивает их связь с центральной нервной системой. — «Известия»).
Эти признаки, как считают нейробиологи, непосредственно связаны с механизмом развития аутизма.
Разлука с матерью
Чтобы выяснить, как отсутствие белка кадгерина 13 влияет на развитие организма в условиях ранних стрессов, нейробиологи продолжили эксперимент с мышами с «выключенным» геном CDH13. Фактором стресса было выбрано разлучение с матерью. В первые две недели жизни мышат как с отключенным, так и с работающим «геном аутизма» ежедневно оставляли в клетках одних. Матерей забирали ровно на три часа, при этом физические условия в клетке не ухудшались — детенышам обеспечивали комфортную температуру и влажность. А мышат из контрольной группы (в нее также входили животные с разными вариантами гена CDH13) не подвергали никаким стрессовым воздействиям.
Когда мыши выросли, и с экспериментальной, и с контрольной группой провели ряд поведенческих тестов для оценки тревожного поведения, исследовательской активности и склонности к страху. Также были проведены детальные исследования одной из структур головного мозга — гиппокампа каждой особи.
Выяснилось, что мыши с работающим геном CDH13, которых в первые недели жизни разлучали с матерью, быстро привыкали к стрессовым условиям и в большинстве тестов были активнее животных с таким же генотипом, но без стрессового опыта. А на мышей, организм которых не вырабатывал исследуемый белок, краткосрочные стрессы в раннем возрасте оказали сильное отрицательное влияние. Они были более тревожными и реже демонстрировали рискованное поведение в тестах, свидетельствующее о природной любознательности и смелости. Например, не выходили из светлой зоны в клетке и не спешили исследовать незнакомое открытое пространство.
— В новой работе мы увидели, что дисфункция кадгерина 13 снижает способность к адаптации под влиянием ранних стрессов. Кроме того, оценка экспрессии генов в мозге мышей подтвердила, что этот белок обладает нейропротекторным действием (защищает клетки головного мозга от разного рода воздействий и повреждений) и влияет на синаптическую пластичность — механизм, играющий важную роль в процессах запоминания и обучения, — сообщил Клаус-Петер Леш. — Результаты подтверждают, что в развитии психоневрологических расстройств, в том числе аутизма, важную роль играет взаимодействие генов с факторами среды.
Что касается исследований «гена аутизма» у людей, то пока такие работы учеными не велись. В дальнейшем исследователи могут выделить разные его варианты с помощью генотипирования — процесса определения различий в генотипе человека путем исследования последовательности ДНК и сравнения ее с другими последовательностями. Однако сначала нужно экспериментально на животных доказать целесообразность подобных масштабных проектов.
Обосновать диагноз
Результаты этого исследования представляют несомненный интерес с точки зрения выявления еще одного варианта диагностики аутизма, уверен завкафедрой клинической психологии ЮУрГУ, вуза — участника проекта «5-100», Михаил Беребин.
— Полученные коллегами из университета им. И.М. Сеченова данные о возможности изучения вариантов гена CDH13 у человека могут быть положены в основу дополнительного метода существующей комплексной диагностики для выявления детей с истинными (генетическими) расстройствами аутистического спектра, — сообщил он. — Вероятно, продолжение исследований в этом направлении позволит выявить различия, которые могут дополнительно аргументировать и обосновывать диагноз.
Изученный «ген аутизма» участвует в формировании заболевания, и его исследования важны, однако аутизм возникает при взаимодействии около 300 генов и дополнительных внешних факторов, рассказал «Известиям» преподаватель кафедры экологии и генетики Института биологии ТюмГУ Сергей Артеменко.
— Среди возможных причин возникновения аутизма называют органические поражения ЦНС (энцефалит, аномалии в развитии мозга), гормональные сбои, нарушение обмена веществ, воздействие вирусных и бактериальных инфекций, ртутное отравление. А также чрезмерное употребление антибиотиков и химическое воздействие на организм матери во время беременности, — пояснил эксперт. — В этом исследовании ученые сделали большой шаг на пути к пониманию механизмов развития данного заболевания, но им предстоит проделать еще немалый путь для разгадки того, как формируется аутизм.
Исследование проводилось в сотрудничестве с учеными из Университета Вюрцбурга (Германия) и Маастрихтского университета (Нидерланды). В дальнейшем открытие поможет уточнить роль генетических особенностей в развитии психоневрологических расстройств.
