Дополнительный ген вызывает маниакально-подобное поведение у мышей

Результаты нового исследования показали, что дупликация (удвоение) всего лишь одного гена приводит к появлению у мышей конвульсий и маниакально-подобного поведения, но введение в организм животных широко распространенного лекарственного препарата уменьшает степень проявления этих симптомов. Полученные данные позволяют предположить, что данное лекарственное средство может помочь людям с синдромом гиперактивности, лечение которых традиционными способами оказалось не эффективным.

Непрерывное функционирование синапсов – контактов между нервными клетками – является необходимым условием нормального протекания всех процессов в головном мозге человека. Среди ученых постепенно укрепляется мнение, что некоторые психические заболевания обусловлены нарушением работы синапсов [1]. Так, было продемонстрировано, что определенные психические заболевания, например, шизофрения и аутизм, в некоторых случаях могут быть обусловлены отсутствуем гена SHANK3 или мутацией в нем [2]. Этот ген кодирует один из основных «строительных» белков головного мозга человека, участвующий в передаче нервного импульса между клетками. У некоторых пациентов с синдромом дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), синдромом Аспергера и больных шизофренией была обнаружена дупликация гена SHANK3 [3].

Для того чтобы изучить функции гена SHANK3, Хьюда Зогхби (Huda Zoghbi), специалист в области нейрогенетики из Медицинского Колледжа Бейлора в Хьюстоне (Baylor College of Medicine, США), и ее коллеги вывели линию мышей с дуплицированной копией этого гена. Выведенные мыши были гиперактивными, однако при введении в их организм стимулирующего лекарственного препарата, обычно применяемого при лечении пациентов с СДВГ, гиперактивность животных, наоборот, увеличилась.

Кроме гиперактивности, у мышей одновременно наблюдались такие патологические симптомы, как маниакально-подобное поведение и конвульсии. Эти симптомы характерны для группы заболеваний человека под названием гиперкинезы. Ученые изучили клинические базы данных пациентов и обнаружили истории болезни двух пациентов, чьи психиатрические профили напоминали поведенческие профили выведенной линии мышей. У пациентов тоже было установлено удвоение гена SHANK3. У одного пациента было диагностировано биполярное аффективное расстройство и эпилепсия, а у другого – конвульсии и СДВГ, сопровождающееся гиперактивностью, дефицитом внимания и импульсивным поведением. Назначение амфетаминов значимо не улучшило состояние здоровья пациента с СДВГ, что совпадало с результатами лечения лабораторных мышей этой группой лекарств.

После испытания различных терапевтических средств, ученые решили ввести в организм мышей лекарственный препарат под названием вальпроат, антиконвульсант и стабилизатор настроения, часто применяемый для лечения пациентов с биполярным расстройством и эпилепсией. Необходимо отметить, что назначение вальпроата улучшило психическое состояние пациента с СДВГ. По всей видимости, повышенный синтез белка SHANK3 вызывает психический синдром, который может быть вылечен путем назначения уже существующих на фармакологическом рынке медикаментозных средств.

По мнению Томаса Инсела (Thomas Insel), директора Национального Института Ментального Здоровья США (US National Institute of Mental Health), статья американских ученых является «ярким примером значимости дозы генов» для функционирования клетки.

По словам Джо Глисона (Joe Gleeson), специалиста в области педиатрической неврологии из Университета Калифорнии в Сан-Диего (University of California, США), в этом исследовании впервые комплексно исследовалась значимость дозы гена на модели неврологического заболевания на лабораторных мышах. По его мнению, в статье всесторонне рассмотрены причины развития этих заболеваний, начиная от психофармакологии до протеомики и генетики человека. Он также отметил, что все полученные учеными результаты согласуются друг с другом.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature [4].

Искусственное удвоение гена, мутации которого были ассоциированы с развитием симптомов шизофрении, эпилепсии и аутизма, вызывает схожие отклонения в поведении у лабораторных мышей. (фото: DON BAYLEY/GETTY)

По материалам NatureNews

Оригинальная статья:
Nature doi:10.1038/nature.2013.14016

Литература:
1. Zoghbi, H. Y. Science 302, 826–830 (2003).
2. Gauthier, J. et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 7863–7868 (2010).
3. Failla, P. et al. Clin. Genet. 71, 599–601 (2007).
4. Han, K. et al. Nature http://dx.doi.org/10.1038/nature12630 (2013).