Несколько лет назад коллективу учёных под руководством Guoping Feng в Массачусетском технологическом институте удалось получить мышей с симптомами аутизма путём подавления у них гена Shank3. Более ранними исследованиями было показано, что именно этот ген кодирует белок, необходимый для формирования межнейронных соединений - синапсов, - в головном мозге в ходе онтогенеза. В соответствии с этим было сделано предположение о том, что выключение Shank3 приведёт к нарушению формирования синапсов. Оказалось, что при выключенном Shank3 на дендритах (длинных отростках нейронов) существенно уменьшается число дендритных шипиков – потенциальных точек, в которых могут сформироваться синапсы. Дефицит синаптических связей клинически проявляется как уменьшение воспринимающей, разрешающей способности нервной ткани. На поведении это отражается в виде появления таких черт, как избегание социальных контактов, повышенная тревожность, навязчивые действия. Нерабочее состояние гена Shank3 нередко отмечается у людей с РАС, - поэтому он и заинтересовал исследователей.
В новой статье, опубликованной в «Nature» эксперимент по излечиванию мышей от аутизма посредством включения предварительного выключенного Shank3 описан следующим образом. Геном подопытных мышей модифицировали так, чтобы Shank3 был неактивен с самого начала эмбриогенеза, и при этом его можно было бы включить с помощью специального вещества, которое животные получали в пищу. Результаты показали зависимость эффекта от включения Shank3 от возраста животных. Когда ген включали у взрослых мышей, то к ним возвращалась социальная активность, и в их поведении исчезали стереотипные действия. Однако у них сохранялись повышенная тревожность и проблемы с координацией движений. Но когда Shank3 включали у молодых, двадцатидневных, мышей, то исчезали также и тревожность, и моторная раскоординированность. Таким образом, раннее включение Shank3 приводило к полному купированию так называемых аутоподобных черт в поведении животных. На уровне нейронов у экспериментальных мышей происходило увеличение числа дендритных шипиков на нейронных отростках: то есть к нервным клеткам возвращалась способность образовывать разные цепочки. Авторы исследования предполагают, что именно вследствие увеличения числа синапсов поведение животных становилось более пластичным: их мозг получал возможность различной интерпретации информации и вариативности в решении социальных и других задач.
Такой результат эксперимента нельзя не признать весьма обнадёживающим и оптимистичным, ведь Shank3 определяет формирование головного мозга ещё в ходе эмбрионального развития, и можно было ожидать, что дефицит синапсов окажется необратимым у взрослых животных. Однако оказалось, что это верно лишь отчасти: от некоторых симптомов РАС можно избавиться и в зрелом возрасте. При этом на клеточном уровне подтвердился принцип, провозглашаемый специалистами по коррекции аутизма: чем раньше начато корректирующее вмешательство, тем лучше результат. Следует упомянуть и ещё один важный вывод, который мы вправе сделать, ознакомившись с данной работой: моторные нарушения и общая тревожность формируются как существенно более устойчивые к изменениям характеристики поведения по сравнению с социальной активностью и навязчивыми повторяющимися действиями.
В заключение отметим, что существуют также данные о том, что аутоподобные черты в поведении проявляются, не из-за дефицита синапсов, а наоборот - вследствие их избытка, предположительно создающего в мозге «информационный шум».
Так или иначе, сегодня уже нет сомнений в том, что аутистические расстройства зависят от очень большого количества разных факторов, которые могут на клеточном уровне проявляться противоположным образом. При этом любые гипотезы о причинах аутизма могут быть проверены только нейробиологическими и молекулярно-генетическими исследованиями. Такими, как опубликованная в «Nature» 25 февраля 2016 года статья Y. Mei, P. Monteiro, Y. Zhou et al. “Adult restoration of Shank3 expression rescues selective autistic-like phenotypes”.
Источник: http://www.nature.com/nature/journal/v530/n7591/full/nature16971.html
