Ученые нашли способ устранить симптомы аутизма

Канадские ученые описали два способа, позволившие у животных с моделью аутизма обратить развитие признаков, сходных с симптомами заболевания у человека. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature [1].

Расстройства аутистического спектра встречаются у одного из 110 человек. На настоящий момент результаты экспериментов на животных подтвердили эффективность применения лишь нескольких лекарственных препаратов для лечения заболевания, однако ни один препарат до сих пор не смог устранить основные симптомы расстройств аутистического спектра, ассоциированные с нарушением поведения больного в социуме.

Команда исследователей под руководством Нахума Соненберга (Nahum Sonenberg) из Университета МакГилла (McGill University, Канада) разработала новую модель аутизма на мышах, а затем обратила развитие симптомов заболевания у животных. Сначала специалисты создали генно-инженерных мышей, в организме которых отсутствовал ген Eif4ebp2. Продукт этого гена – белок 4E-BP2 – ингибирует трансляцию специфической матричной РНК (мРНК). Таким образом, нокаут («выключение») гена Eif4ebp2 приводит к повышению концентрации белков, синтезирующихся с этой мРНК, относительно нормальных значений.

У мышей с нокаутированным геном Eif4ebp2 развиваются многие симптомы, свойственные больным аутизмом, включая плохую социальную интеграцию, нарушение общения и повторяющееся поведение. Соненберг и его коллеги обнаружили, что одной из групп белков, концентрация которых возрастает при нокауте гена Eif4ebp2, являются нейролигины (NLGN). Эти белки расположены на мембране нейронов и участвуют в создании и сохранении контактов (синапсов) между клетками головного мозга.

Исследовав срезы головного мозга мышей, ученые выяснили, что повышение синтеза белков NLGNs вызывает гиперстимуляцию синапсов, что приводит к сверхвзаимодействию нейронов друг с другом. По мнению многих ученых, именно сверхвзаимодействие является причиной возникновения характерных симптомов у пациентов с заболеваниями аутистического спектра.

По словам Джека Прайса (Jack Price), эволюционного нейробиолога из Института Психиатрии при Королевском Колледже Лондона (King’s College London's Institute of Psychiatry, Великобритания), несмотря на то, что взаимосвязь между неуправляемым синтезом белка и аутизмом была показана в предыдущих исследованиях, отдаленные эффекты этого процесса на синаптические белки не были известны. Прайс считает, что результаты нового исследования восполняют существующий пробел в знаниях, раскрывая непосредственную взаимосвязь между процессом трансляции и нейролигинами.

Соненберг и его коллеги также продемонстрировали, что можно обратить последствия, возникающие в организме животных из-за нокаута гена Eif4ebp2. Известно, что белок 4E-BP2 блокирует процесс трансляции нейролигинов, воздействуя на инициирующий ее белковый комплекс. Ученые использовали экспериментальный препарат, присоединяющийся к одному из белков комплекса инициации трансляции и препятствующий образованию белкового комплекса, для выяснения того, сможет ли препарат предотвратить возникновение эффектов, ассоциированных с нокаутом гена Eif4ebp2.

Результаты исследования показали, что экспериментальный препарат реверсировал синаптическое сверхвзаимодействие нейронов мышей, а из поведения животных исчезли признаки, сходные с симптомами аутизма у человека. Чтобы получить дополнительные сведения, команда ученых направленно ингибировала трансляцию белков NLGN с помощью малой интерферирующей РНК. Оказалось, что это также предотвратило сверхвзаимодействие и развитие признаков, сходных с симптомами аутизма.

Соненберг предупреждает, что полученные результаты не следует интерпретировать как свидетельство того, что скоро будет создано эффективное лекарственное средство, позволяющее устранить признаки развития заболеваний аутистического спектра. «Лекарственный препарат, которые мы использовали, обладает чрезмерно токсичными эффектами при применении у людей с заболеваниями аутистического спектра, - говорит ученый. - Но мы продемонстрировали, что этот сигнальный путь играет важную роль в развитии заболеваний, выявили потенциальные терапевтические мишени и продемонстрировали, что возможно медикаментозное лечение больных».

Поиск универсального терапевтического подхода к лечению пациентов с заболеваниями аутистического спектра осложняет тот факт, что эти заболевания обусловлены множеством генетических причин, каждая из которых встречается не более чем в 1% случаев [2]. Однако, по мнению Соненберга, разнообразные мутации у больных с заболеваниями аутистического спектра могут в конечном счете «сходиться» в одном сигнальном пути, что Прайс назвал интересной «объединяющей гипотезой».

Соненберг считает, что эффективность предложенного подхода очень важно проверить экспериментально. По его словам, ученые сейчас проводят именно такие исследования.

Когда-нибудь ингибиторы нейролигинов помогут детям, больным аутизмом, справиться с трудностями социального общения. (фото: IAN BODDY/SPL)

По материалам NatureNews

Оригинальная статья:
Nature doi:10.1038/nature.2012.11869

Литература:
1. Gkogkas, C. G. et al. Nature http://dx.doi.org/10.1038/nature11628 (2012).
2. State, M. W. & Sestan, N. Science 337, 1301–1302 (2012).