Ізраїльські вчені наблизилися до розгадки причин аутизму

Чим відрізняється нормальний розвиток мозку від збою, що може призвести до аутизму? Нове дослідження вчених Єврейського університету в Єрусалимі пропонує важливий крок для відповіді на це питання. Фахівці виявили ген PEDS1, порушення у роботі якого можуть спричинити тяжкі розлади розвитку нервової системи.

Як повідомляє видання Ynet, результати роботи опубліковані в авторитетному науковому журналі Nature Neuroscience.

Дослідження очолив професор Сагів Шифман із відділу генетики Інституту наук Єврейського університету. У проекті також взяли участь вчені із Франції та Японії. Метою роботи стало створення інструменту, який би допоміг виявляти раніше неописані розлади нервової системи та точніше інтерпретувати дані генетичних аналізів.

За словами професора Шифмана, сьогодні багатьом дітям із затримками розвитку проводять повне чи часткове генетичне секвенування. Однак результат нерідко є довгим списком генетичних змін, значення яких залишається неясним.

“Іноді все просто – знайдений ген вже описаний у літературі і пов’язаний із конкретним захворюванням. Але в багатьох випадках таких описів немає, а варіацій занадто багато, щоб одразу зрозуміти, яка з них є ключовою”, – пояснює вчений.

Функціональна карта розвитку мозку

Вирішенням цієї проблеми стала база даних, розроблена в рамках дослідження з ініціативи аспірантки Алани Амелан. Вона дозволяє оцінювати функцію кожного гена у тих формування нервової системи.

Створена вченими карта геному показує, які гени грають вирішальну роль формуванні нейронів і яких етапах розвитку мозку вони особливо важливі. На відміну від попередніх досліджень робота охопила весь геном, а не окремі гени.

“Ми знаємо, які гени критично важливі загалом, а які – на конкретних стадіях розвитку нейронів”, – зазначив професор Шифман.

Генетичні “ножиці” та 20 тисяч експериментів

Відправною точкою дослідження стало питання: які гени повинні працювати без збоїв, щоб клітини мозку розвивалися нормально. Щоб відповісти на нього, вчені використовували технологію CRISPR – так звані “генетичні ножиці”, що дають змогу точково відключати гени.

Дослідники по черзі відключили майже 20 тисяч генів в ембріональних стовбурових клітинах миші і спостерігали, як це впливає на їхню здатність перетворюватися на нейрони. В результаті було виявлено 331 ген, критично важливий для формування нервової системи.

Приблизно дві третини їх раніше не пов’язувалися з відомими розладами розвитку.

“Ми вважаємо, що ці гени можуть бути факторами ще не виявлених захворювань”, – наголосив професор Шифман.

Один ген – нове захворювання

Із загального масиву даних вчені докладно вивчили вісім генів. П’ять з них були виявлені у людей із генетичними змінами та раніше неописаними розладами нервової системи.

Одним із ключових відкриттів стало виявлення гена PEDS1. Він відповідає за вироблення особливого типу ліпідів – важливого компонента клітинних мембран та мієліну, жирової оболонки нервових волокон. Однак його роль виявилася ширшою: ген також необхідний для нормального формування та розвитку нейронів.

Експерименти показали, що відключення PEDS1 у мишей призводить до серйозних порушень мозку, включаючи зменшення його розмірів. Аналогічні мутації були виявлені у двох дітей із різних сімей – у них спостерігалися виражена затримка розвитку та мікроцефалія.

Додаткові дослідження підтвердили, що PEDS1 критично важливий для формування, диференціювання та правильної міграції нейронів у мозку, що розвивається.

Аутизм та ранні збої розвитку

Робота також дозволила краще зрозуміти механізми спадкування розладів нервової системи та розрізнити різні шляхи, що ведуть до аутизму. Вчені дійшли висновку, що ранні порушення формування мозку можуть відігравати ключову роль у розвитку аутистичного спектра.

У перспективі ці дані можуть значно покращити генетичну діагностику, допомогти у консультуванні сімей та закласти основу для пошуку нових методів профілактики та лікування розладів нервової системи.