Як встановили неврологи з медичного центру Колумбійського університету (Columbia University Medical Center, CUMC), в головному мозку дітей і підлітків з аутизмом відзначається надлишок синапсів, і даний надлишок пояснюється уповільненням процесу прунінга, що протікає в звичайному мозку під час розвитку. Так як синапси - це точки співпраці нейронів, їх надмірна кількість може робити глибокий вплив на функції мозку.
Препарат, який відновлює звичайний прунінг синапсів, підсилює стан мишей з моделлю аутизму, навіть в тому випадку, якщо його починають вводити після закінчення появи ознак захворювання.
Не дивлячись на те, що препарат рапаміцин має побічні ефекти, що ускладнюють його призначення хворим з аутизмом, «той факт, що ми бачимо трансформації в поведінці, передбачає, що аутизм буде піддаватися лікуванню після закінчення постановки дитині цього діагнозу, в разі якщо ми зможемо відшукати кращий препарат », - говорить начальник вивчення Девід Зульцер (David Sulzer), PhD, доктор наук нейробіології кафедри психіатрії, фармакології і неврології CUMC.
При нормальному розвитку мозку, наприклад, кори - області, яка пов'язана з аутістіческім поведінкою, - вибух освіти синапсів доводиться на період дитинства, але вже до пізнього підліткового віку прунінг ліквідує близько половини коркових синапсів. На синапси, як ми знаємо, впливають багато генів, які пов'язані з аутизмом, і деякі дослідники вже висували припущення, що у хворих з цим захворюванням кількість синапсів може бути більше норму.
Лікар Тан виміряв щільність синапсів в частині тканини кожного мозку методом підрахунку кількості маленьких відгалужень кортикальних нейронів, так званих шипиків. Будь шипик контактує з іншим нейроном через синапс.
Як з'ясувалося, в контрольних прикладах до кінця періоду дитинства щільність шипиків впала приблизно наполовину, тоді як в прикладах, взятих з мозку хворих з аутизмом, лише на 16 відсотків.
Нейрони в мозку людей з аутизмом не піддаються звичайному прунінгу в юні роки і юності. На знімках звичайні нейрони
здорового мозку (зліва) і мозку хворих на аутизм. Шипики на нейронах показують розташування синапсів.
(Фото: Guomei Tang, PhD and Mark S. Sonders, PhD / Columbia University Medical Center)
Ключі до того, що призводить до порушення прунінга, були знайдені і в мозку хворих: клітини мозку дітей з аутизмом були заповнені старими і пошкодженими частинами і в них спостерігалися порушення в молекулярному шляху їх деградації, відомому як аутофагія. Клітини застосовують Аутофагія (від грецького «самопоїдання») для руйнування власних компонентів.
Застосовуючи мишачі моделі аутизму, дослідники простежили порушення прунінга до білка mTOR. При гіперактивності mTOR клітини мозку в значній мірі втрачали властивість до «самопоїдання». Без такої можливості прунінг пригнічувався, і в мозку спостерігався надлишок синапсів.
«Тоді як вважається, що навчання вимагає утворення нових синапсів, - каже лікар Зульцер, - видалення невідповідних вимогам синапсів можливо настільки ж відповідальним».
Дослідники змогли повернути звичайну Аутофагія і синаптичних прунінг - і звернули назад аутізмоподобное поведінки у мишей - застосуванням рапаміціна, препарату, інгібуючої mTOR. На мишах з симптомами аутизму препарат був діючий крім того при виражених симптомах захворювання, що підтверджує той факт, що подібний підхід можливо використаний для лікування хворих крім того після закінчення постановки діагнозу.
Так як багато гіперактивного mTOR було знайдено і практично у всіх прикладах мозку хворих з аутизмом, ті ж процеси зможуть йти і у дітей з цим захворюванням.
«У цьому відкритті вельми цікаво те, що з аутизмом зв'язуються багато генів, але практично у всіх вітчизняних людських прикладах був гіперактивна mTOR і була знижена аутофагія, і у всіх, мабуть, був відсутній звичайний синаптический прунінг. Це показує, що багато, а, можливо, і велика частина, з генів зможуть сходитися на цьому mTOR / аутофагія шляху, так само, як безліч приток ведуть до річки Міссісіпі », - пояснює лікар Зульцер.
«Це відповідальне відкриття, здатне привести до нової і дуже потрібної терапевтичної стратегії лікування аутизму», - говорить Джеффрі Ліберман (Jeffrey Lieberman), MD, завідувач та професор кафедри психіатрії CUMC, директор Університету психіатрії штату Нью-Йорк (New York State Psychiatric Institute) , який не брав участі у вивченні.
Відповідальним кроком вперед в розумінні того, що відбувається в мозку людей з аутизмом, вважає його і Алан Пекер (Alan Packer), PhD, науковий співробітник Фонду Саймонса (Simons Foundation), який фінансував вивчення.
«Зараз вважається, що аутизм неоднорідний, і в його розвиток вносять вклад багато генів. Це досить широкий спектр, виходячи з цього на даний момент вітчизняної метою є усвідомити, як ці багато генів об'єднуються в меншу кількість доріг; це дасть нам більш якісні ключі до потенційного лікування », - каже лікар Пекер. «Шлях mTOR, безумовно, можливо одним з таких доріг. У Цілком можливо, що скринінг на mTOR і активність аутофагії дасть засіб для діагностики деяких показників аутизму, і нормалізація цих доріг надасть допомогу в лікуванні синаптичної цього захворювання і дисфункцію ».
Loss of mTOR-dependent macroautophagy causes autistic-like synaptic pruning deficits
цікаві записи
Популярні статті на сайті:
Процесу, який лежить в основі бокового аміотрофічного склерозу (БАС, хвороби Лу Геріга, хвороби Шарко), смертельного нейродегенеративного захворювання, ...
Застосовуючи стовбурові клітини новонародженого, лікарі зможуть створювати нові органи на базі тканин тварин. Ризик їх відторгнення істотно нижче, ніж у ...
IBM Watson - когнітивна сукупність, яка надає допомогу вести бізнес, складати прогнози погоди, придумувати унікальні рецепти страв, лікувати ...
У разі якщо за часів СРСР і відразу після його розпаду діти не могли похвалитися достатком іграшок, то сучасні малюки мають у своєму розпорядженні таким арсеналом ...
У більш ранньому віці дитині приносить насолоду ламати і руйнувати конструкції, забирати їх. А після цього, у міру дорослішання, з'являються ...