Для того, чтобы разработать новое лекарство или вообще новый
метод лечения, человеческую болезнь «переносят» в животных: если лекарство или
метод помогли у них, то имеет смысл начинать испытания с людьми. Но в некоторых
случаях это бывает довольно сложно – в частности, когда речь идёт о
психоневрологических заболеваниях.
Действительно, человеческий мозг и человеческий интеллект
сильно отличаются от мозга прочих млекопитающих, и можно ли в принципе
смоделировать, например, аутизм у мышей? Впрочем, на проблему можно взглянуть
несколько по-другому: действительно, аутизм у человека проявляется иначе,
просто потому, что психика у нас устроена сложнее, но конкретные
молекулярно-клеточные поломки, которые нарушают развитие мозга и которые лежат
в основе болезней аутистического спектра, вполне можно «внедрить» в нейроны
животных. И некоторые базовые симптомы болезни, вроде асоциальности и
навязчивых, повторяющихся действий, мы сможем увидеть и у мышей тоже.
Несколько лет назад Го Пин Фэн (Guoping Feng) и его
лаборатория в
Массачусетском технологическом институте сумели воссоздать
симптомы аутизма у мышей, подавив у них ген Shank3. Белок, который в нём
закодирован, играет большую роль в формировании соединений между нейронами
мозга в ходе индивидуального развития.
Межнейронные соединения – синапсы – создаются при участии
целого ряда белковых молекул, и Shank3 служит как бы молекулярной платформой,
координирующей их работу. Если Shank3 выключен, на нейронных отростках
уменьшается количество так называемых дендритных шипиков (на фото окрашены
красным) – почкообразных выростов, которые потенциально могут сформировать
синапс. Грубо говоря, без этого белка у нервных клеток уменьшается число
«входов», и в результате у животных в поведении можно наблюдать всё то, о чём
мы только что говорили: навязчивые действия, избегание социальных контактов,
повышенная тревожность. На ген Shank3 исследователи обратили внимание не просто
так – он действительно часто отключён у людей с аутистическими расстройствами
психики.
В новой статье, опубликованной в
Nature, профессор Фэн и его коллеги пишут, что им удалось
вылечить животных с аутистическими признаками. Мышей модифицировали так, чтобы
у них Shank3 был неактивен с самого эмбрионального развития, однако его можно
было включить с помощью специального вещества, которое просто подсыпали в еду.
Когда ген включали у совсем взрослых мышей, то к ним возвращалась общительность
и исчезало повторяющееся поведение, однако оставались тревожность и проблемы с
координацией движений. А вот если ген включали у молодых мышей 20 дней от роду,
то исчезали и тревожность, и двигательная раскоординация.
На клеточном уровне исчезновение поведенческих аномалий
сопровождалось увеличением числа дендритных шипиков на нейронных отростках, то
есть к нервным клеткам возвращалась способность встраиваться в разные цепочки.
Как следствие, поведение становилось более пластичным – мозг был в состоянии
по-разному интерпретировать информацию и по-разному решать социальные и прочие
задачи.
Нельзя сказать, что такой результат был предсказуем: Shank3,
напомним, влияет на формирование мозга ещё в ходе эмбрионального развития, и
можно было бы ожидать, что аномалии в строении нейронных цепей у взрослых
животных окажутся «вшиты» в них уже намертво, без возможности изменения. Но,
как оказалось, это верно лишь отчасти: от некоторых аутистических симптомов
можно избавиться и в зрелом возрасте.
Попутно удалось выяснить ещё одну важную вещь: нервные
контуры, отвечающие за координацию и, скажем так, общую тревожность,
окончательно складываются в раннем возрасте, и впоследствии Shank3 на
них уже никак повлиять не может. Известно, что аутизм у людей характеризуется
множеством симптомов, которые проявляются в разных комбинациях и в разное
время; возможно, подобные исследования дадут нам ключ к тому, как заболевания
аутистического спектра ведут себя в течение жизни индивидуума.
Напомним, что несколько лет назад исследователи из
Лаборатории в Колд-Спринг-Харбор и Йельского университета опубликовали в
журнале Neuron сразу несколько работ, в которых речь шла о сотнях
случайных ненаследуемых мутаций, способных запускать аутизм; с наследуемыми
генетическими дефектами, передающимися из поколения в поколение, это число
будет ещё больше. Конечно, то были чисто коррелятивные, генетико-статистические
работы, однако нет сомнений в том, что аутистические расстройства зависят от
разных факторов, которые могут на клеточном уровне проявляться противоположным
образом.
Выше мы говорили, что болезнь развивается из-за
неспособности нейронов формировать синапсы, но есть также данные, что аутизм
появляется, наоборот, из-за слишком большого количества синапсов, из-за слишком
большого количества нейронных цепей, создающих в мозге «информационный шум».
Но, так или иначе, любые предположения о причинах аутизма, о взаимовлиянии
разных мутаций и т. д. можно проверить только в нейробиологических и
молекулярно-генетических исследованиях, подобных тому, что мы только что
описали – и, как видим, результаты таких исследований могут быть весьма и
весьма обнадёживающими.
Источник:
nkj.ru
