Генетики из отделения молекулярной генетики человека больницы Гейдельбергского университета использовали новую модель мыши, чтобы продемонстрировать, как определенная генетическая мутация связана с типом аутизма у людей и влияет на развитие мозга и поведение. В мозге генетически измененных мышей белок FOXP1 не синтезируется, что также характерно для людей с определенной формой аутизма. Следовательно, после рождения структуры мозга дегенерируют, что играет ключевую роль в восприятии. Мыши также демонстрировали ненормальное поведение, типичное для аутизма. Новая модель мыши теперь позволяет объяснить молекулярные механизмы, в которых играет роль FOXP1, и лучше понять связанные с ними изменения в головном мозге.
"Хотя такого рода результаты фундаментальных исследований не могут быть напрямую переведены на лечение, они по-прежнему весьма ценны для пострадавших людей или, в данном случае, для их родителей и семьи. Для многих из них важно уметь дать название расстройству и понять его. Это может упростить работу," сказал профессор Гудрун Раппольд, руководитель отделения молекулярной генетики человека в университетской больнице Гейдельберга и старший автор статьи. Результаты опубликованы в предварительной онлайн-версии в журнале Molecular Psychiatry в сотрудничестве с Мириам Шнайдер, Институт психофармакологии Центрального института психического здоровья в Мангейме, и доктором. Corentin Le Magueresse, Немецкий исследовательский центр рака (DKFZ), и профессор Ханна Моньер, отделение клинической нейробиологии, Университетская больница Гейдельберга и DKFZ в Гейдельберге.
Аутизм – это врожденное нарушение восприятия и обработки информации в головном мозге, которое часто сопровождается умственной отсталостью, а в редких случаях – превосходным интеллектом и особыми дарами, такими как фотографическая память. Расстройство характеризуется ограниченным социальным взаимодействием, повторяющимся поведением и языковыми нарушениями. Кроме того, может возникнуть множество других нарушений. "Сегодня, помимо дефекта в гене FOXP1, мы знакомы с другими генетическими мутациями, которые вызывают аутизм или повышают риск этого вида расстройства. Однако мы можем понять только то, как они влияют на молекулярные процессы в нейронах, развитие мозга и поведение некоторых из этих мутаций," Раппольд сказал.
То же самое и с FOXP1. Еще в 2010 году были обнаружены явные признаки того, что структурные недостатки этого белка играют роль в аутизме и умственной отсталости. Но какую роль он играет в здоровом мозге?? В каких сигнальных путях он участвует? С какими другими белками он взаимодействует и какой именно ущерб вызван его отсутствием? Новая модель мыши помогла пролить свет на эти вопросы. Исследователи обнаружили, что мыши по большей части родились с нормально развитым мозгом. В течение первых недель жизни полосатое тело, важное для восприятия и поведения, дегенерирует. В центральной структуре мозга – гиппокампе, который необходим для развития долговременной памяти и запоминания, происходят микроскопически видимые изменения, которые также могут повлиять на обработку сигналов. Например, можно доказать, что в пораженных нейронах изменяется проводимость импульса, посредством которой сигналы передаются между нейронами.
Помимо полосатого тела дегенерируют желудочки головного мозга; это соседние структуры в мозге мыши. "Увеличенные желудочки также были обнаружены у людей с мутацией FOXP1," объяснил доктор. Клэр Бэкон, которая работает в отделе молекулярной генетики человека и является первым автором публикации. Изменения также вызывают ненормальное поведение, сравнимое с симптомами аутичных пациентов. Мыши почти не замечали своих собратьев и не пытались установить с ними контакт. Другие симптомы включают стереотипное компульсивное повторяющееся поведение, гиперактивность и нарушенное поведение при строительстве гнезда.
Теперь исследователи намерены изучить, в какой степени нарушена передача шума мышами FOXP1 (мыши общаются с помощью шумов в ультразвуковом диапазоне) и есть ли параллели с нарушениями у пациентов с мутацией FOXP1 в этой области. Кроме того, они планируют охарактеризовать недавно идентифицированные гены, на которые воздействует FOXP1 в головном мозге, и выяснить, какие сигнальные каскады и пути ответа нарушены. Таким образом они надеются найти отправные точки для конкретного лечения. "Однако мы сначала должны понять, как именно происходят эти изменения, прежде чем мы сможем разработать концепции лечения," Раппольд подчеркнул.