Ранний признак аутизма: увеличенные периваскулярные пространства головного мозга

Исследователи обнаружили потенциальный ранний признак аутизма у младенцев: аномально увеличенные периваскулярные пространства (ПВП) в головном мозге.

Исследование показало, что у младенцев с увеличенным ПВП вероятность развития аутизма в 2,2 раза выше, чем у детей с генетическим риском.

Кроме того, у этих младенцев была обнаружена связь между увеличением ПВП и проблемами со сном в более позднем возрасте, что позволяет предположить долгосрочное влияние этих ранних аномалий головного мозга.

В течение дня и ночи спинномозговая жидкость (СМЖ) проходит через небольшие каналы, окружающие кровеносные сосуды головного мозга, называемые периваскулярными пространствами, чтобы вымывать нейровоспаление и другие неврологические отходы. Нарушение этого жизненно важного процесса может привести к неврологической дисфункции, снижению когнитивных функций или задержке развития.

Впервые исследователи Деа Гарик (Dea Garic и Марк Шен (Mark Shen), оба с факультета психиатрии Медицинской школы Университета Северной Каролины (UNC School of Medicine’s Department), обнаружили, что младенцы с аномально расширенными периваскулярными пространствами имеют в 2,2 раза больший риск развития аутизма по сравнению с младенцами с генетическим риском. Их исследование также показало, что увеличенные периваскулярные пространства в младенчестве связаны с проблемами сна через 7-10 лет после постановки диагноза.

«Эти результаты позволяют предположить, что периваскулярные пространства могут служить ранним маркером аутизма», — комментирует Гарик.

Исследователи изучали младенцев с повышенной вероятностью развития аутизма, поскольку у них был старший брат или сестра с аутизмом. Ученые наблюдали за этими младенцами в возрасте от 6 до 24 месяцев, до того, как им был поставлен диагноз аутизма.

Их исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показало, что у 30% младенцев, у которых позже развился аутизм, к 12 месяцам увеличились периваскулярные пространства. К 24-месячному возрасту почти половина детей с диагнозом аутизм имели расширенные периваскулярные пространства.

Десять лет назад возобновились исследования важных функций спинномозговой жидкости в регулировании здоровья мозга и его развития. Лаборатория Шена была первой, кто сообщил, что чрезмерный объем спинномозговой жидкости был очевиден в возрасте 6 месяцев у младенцев, у которых позже развился аутизм. Текущее исследование показало, что чрезмерный объем спинномозговой жидкости через 6 месяцев был связан с увеличением периваскулярных пространств через 24 месяца.

Каждые шесть часов мозг выбрасывает волну спинномозговой жидкости, которая проходит через периваскулярные пространства, чтобы удалить потенциально вредные нейровоспалительные белки, такие как бета-амилоид, из накопления в мозге. Процесс очищения спинномозговой жидкости особенно эффективен, когда мы спим, поскольку большая часть циркуляции и выведения спинномозговой жидкости происходит во время сна.

Однако нарушение сна может снизить выведение спинномозговой жидкости из периваскулярных пространств, что приводит к дилатации или увеличению, но ранее это изучалось только в исследованиях на животных или на взрослых людях. Это первое подобное исследование на детях.

Авторы нового исследования выдвинули гипотезу, что нарушения спинномозговой жидкости в младенчестве будут связаны с более поздними проблемами сна. Текущий анализ сна показал, что дети, у которых в двухлетнем возрасте были увеличены периваскулярные пространства, имели более высокий уровень нарушений сна в школьном возрасте.

«Поскольку аутизм так тесно связан с проблемами сна, мы получили уникальную возможность изучить динамику спинномозговой жидкости и сон», — объясняет Гарик. «Было действительно поразительно наблюдать такую сильную связь, разделенную таким долгим периодом времени в детстве. Но это действительно показывает, что периваскулярные пространства оказывают влияние не только на раннем этапе жизни, но и могут иметь долгосрочные последствия».

В своем исследовании Гарик и Шен проанализировали 870 МРТ изображений, чтобы определить избыточный объем спинномозговой жидкости и расширенные периваскулярные пространства. МРТ были получены у младенцев во время естественного сна в возрасте шести, 12 и 24 месяцев, чтобы наблюдать изменения с течением времени.

В этот период мозг ребенка быстро развивается. Ранее считалось, что измерение периваскулярных пространств клинически значимо только при возрастных нарушениях у пожилых людей, например, при деменции. Эти результаты показывают, что более молодое население, возможно, необходимо учитывать и контролировать на предмет данных типов аномалий головного мозга.

«Наши результаты были поразительными, учитывая, что нейрорадиологи обычно рассматривают увеличенные периваскулярные пространства как признак нейродегенерации у взрослых, но в этом исследовании сообщалось об этом и у малышей», — добавляет Гарик. «Это важный аспект развития мозга в первые годы жизни, за которым следует следить».

Ученые предполагают, что избыточный объем спинномозговой жидкости застаивается и не циркулирует так эффективно, как следовало бы. В своем следующем исследовании ученые планируют еще раз использовать МРТ для изучения спинномозговой жидкости в мозгу спящего ребенка, но на этот раз сосредоточив внимание на физиологии и скорости потока спинномозговой жидкости по всему мозгу.

Исследовательская группа также работает с другими сотрудниками над количественной оценкой размера периваскулярных пространств и тяжести поведенческих последствий. Команда ученых также планирует расширить свои исследования на нейрогенетические синдромы, связанные с аутизмом, такие как синдром хрупкой Х-хромосомы и синдром Дауна.

«В совокупности наше исследование показало, что нарушения спинномозговой жидкости в первый год жизни могут иметь последующие последствия для различных исходов, включая последующий диагноз аутизма, проблемы со сном, нейровоспаление и, возможно, другие нарушения развития», — заключает Шен.

Авторы другого исследования утверждают, что аутизм может быть аутоиммунным заболеванием