Исследования ученых из Центра исследований мозга при Оклендском университете позволили получить новую информацию о механизмах, лежащих в основе расстройств аутистического спектра (РАС), которая будет опубликована в следующем выпуске престижного журнала Journal of Neuroscience.
Главный исследователь, доктор Джоанна Монтгомери, говорит, что полученные данные очень важны: "Мы выходим за рамки того, что происходит при РАС, и начинаем понимать, как это происходит."
Поведенческие проявления РАС хорошо задокументированы и включают нарушение коммуникации и социализации, трудности в обучении и повторяющееся или стереотипное поведение. Эти поведенческие характеристики, в свою очередь, связаны с широким спектром мутаций генов. Многие из этих мутировавших генов ответственны за производство определенных белков в нейронах головного мозга.
Доктор Монтгомери и ее команда внимательно изучили части этих нейронов – синапсы, которые являются структурами, которые позволяют клеткам мозга общаться друг с другом. Эта связь между клетками жизненно важна для здорового мозга и лежит в основе того, как мы учимся, запоминаем, двигаемся и чувствуем.
В сложном каскаде химических и электрических сигналов информация передается от одного нейрона к другому в синапсах. Этот процесс опосредуется несколькими семействами белков, некоторые из которых образуют основу синапса на «слушающей» стороне. Команда доктора Монтгомери решила исследовать один из этих белков, известный как Shank3, потому что он был идентифицирован как жизненно важный для процесса коммуникации между двумя нейронами, и потому что известно, что он мутирует при РАС.
Обычно чем больше двух нейронов "разговаривать" по отношению друг к другу, чем больше и эффективнее становится синапс – так же, как тренировка мышц помогает сделать их больше и сильнее. Однако д-р Монтгомери и ее команда обнаружили, что в нейронах, несущих мутации ASD в протеине Shank3, не только связь между клетками слабее, чем обычно, но и то, что повторение не усиливает или не стабилизирует синаптическую связь.
Дальнейшее исследование показало, что Shank3 в здоровом состоянии образует комплексы с двумя другими типами белков, известными как нейрексин и нейролигин (также часто мутирующий при РАС). Эти комплексы действуют, чтобы физически перекрыть синаптический промежуток и могут передавать информацию от принимающего или "слушая" сторона синапса к передающей стороне. Этот "назад" поток информации завершает цикл обратной связи между двумя нейронами, который, вероятно, отвечает за усиление связи.
Доктор Монтгомери и ее команда предполагают, что комплекс Shank3 / нейрексин / нейролигин имеет решающее значение для способности нейронов эффективно передавать информацию через синапс, чтобы гарантировать, что правильные сообщения будут проходить с соответствующей силой. Этот комплекс белков помогает обеим сторонам синапса координировать свои действия для повышения эффективности обмена сообщениями, а это, в свою очередь, увеличивает вероятность успешной передачи в будущем. Следовательно, мутации РАС препятствуют этой эффективной передаче информации между нейронами, которая, вероятно, лежит в основе поведенческих и когнитивных изменений, которые происходят у людей с РАС.
Интересно, что обратное происходит, когда нейроны экспрессируют несколько копий гена Shank3, что, как известно, происходит при синдроме Аспергера. В этом случае связь между нейронами становится намного сильнее, повышая их эффективность и обеспечивая возможный механизм усиления когнитивной функции, связанной с этим синдромом.
"Это действительно захватывающий материал", говорит доктор Монтгомери. "Теперь мы определили проблемы, которые вызывают эти мутировавшие белки, и сосредоточились на разработке методов лечения, чтобы компенсировать синаптический дефицит, который возникает в результате. Это следующий шаг."
Исполнительный директор Autism NZ Элисон Моллой говорит, "Замечательно, что это исследование проводится в Новой Зеландии. Для людей с аутизмом и их семей это означает, что мы можем с нетерпением ждать того времени, когда с характеристиками аутизма можно будет справиться, сделав жизнь и общение значительно менее стрессовыми для них."