Новое исследование раскрывает неожиданное раннее влияние вариантов гена SYNGAP1 на развитие, связанное с расстройством аутистического спектра.
Изучая органоиды головного мозга, в том числе у пациента с вариантом SYNGAP1, исследователи обнаружили белок SYNGAP1 в клетках-предшественниках, ставя под сомнение мнение о том, что белок присутствует только в синапсах зрелых нейронов.
Это открытие предполагает, что нарушение развития коры головного мозга и нейронных цепей у пациентов может начаться раньше, чем считалось ранее, что потенциально может повлиять на будущие методы лечения расстройств, связанных с геном SYNGAP1.
Согласно новому исследованию, опубликованному в научном журнале Nature Neuroscience, ген SYNGAP1, варианты которого являются главными факторами риска развития аутистического расстройства (РАС), оказывает ранее неоцененное влияние на развивающийся мозг.
Исследование показывает, как вызывающие заболевания варианты гена SYNGAP1, которые, как считается, в первую очередь влияют на синапсы между зрелыми нейронами, могут нарушать раннее развитие в ключевой области мозга, известной как кора.
«Наши результаты переосмысливают понимание роли в развитии не только гена SYNGAP1, но и целой категории генов риска РАС, которые, как ранее считалось, в первую очередь участвуют в функции синапсов, являясь интерфейсами, которые позволяют нервным клеткам взаимодействовать друг с другом» — комментирует Джорджия Квадрато (Giorgia Quadrato) из Университета Южной Калифорнии (USC).
«В конечном счете, это указывает на важность проведения терапии РАС, направленной не только на функцию синапсов, но и на ранние дефекты развития».
Варианты SYNGAP1, гена, который дает инструкции по созданию белка, играющего решающую роль в синапсах, связаны с множеством клинических проявлений.
По крайней мере, у половины пациентов с вариантом гена официально диагностированы аутистические черты, и большинство пациентов также страдают умственной отсталостью, задержкой развития и эпилепсией.
До сих пор большая часть исследований на животных моделях, связанных с белком SYNGAP1, была сосредоточена на синапсах.
Чтобы изучить функции белка SYNGAP1 во время развития мозга, Марселла Биртеле (Marcella Birtele) и Эшли Дель Доссо (Ashley Del Dosso) с соавторами проанализировали органоиды, которые представляют собой структуры мозга, выращенные из стволовых клеток человека в лаборатории. Некоторые из этих органоидов были получены из клеток пациента с вариантом SYNGAP1.
«Органоиды открыли возможность исследовать ранее недоступные аспекты развития человеческого мозга», — добавляет Квадрато.
Анализируя органоиды, ученые обнаружили, что клетки-предшественники развивающейся коры головного мозга, известные как клетки радиальной глии, содержат белок, кодируемый геном SYNGAP1. Ранее считалось, что этот белок SYNGAP1 обнаруживается только в синапсах нейронов коры головного мозга.
Ученые также определили конкретные способы, которыми снижение уровня белка SYNGAP1 может быть результатом различных болезнетворных вариантов гена SYNGAP1 у пациентов и нарушений раннего развития коры головного мозга.
В радиальной глии снижение уровня белка SYNGAP1 изменило цитоскелет клеток, представляющий собой сеть белковых волокон, обеспечивающих структуру и поддержку.
Измененная радиальная глия имела тенденцию ускорять свою дифференцировку в так называемые дисфункциональные зрелые нервные клетки, известные как кортикальные проекционные нейроны, которые не мигрировали должным образом для формирования хорошо организованных нервных цепей.
Эти результаты позволяют предположить, что вызывающие заболевания варианты SYNGAP1 могут приводить к развитию дезорганизованной коры головного мозга с нарушенными схемами и измененной нейронной активностью у пациентов. Нарушение возбудимости нейронов, наблюдаемое у пациентов SYNGAP1 , может иметь корни в этих ранних изменениях развития, а также в неисправности синапсов, как считалось ранее.
По мнению Джонатана Санторо (Jonathan Santoro), полученные результаты могут в конечном итоге привести к новым способам лечения расстройств, вызванных вариантами SYNGAP1.
Авторы другого исследования утверждают, что обсуждают, какие гены и функции островковой коры влияют на развитие аутизма
Невролог, мануальный терапевт, рефлексотерапевт АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), редактор и автор статей
Ведёт пациентов неврологического профиля с полным неврологическим осмотром, разработкой плана обследования и схемы лечения пациента (в остром периоде, на этапе реабилитации), динамическое наблюдение.
