Исследователи из Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего (University of California San Diego School of Medicine) использовали органоиды человеческого головного мозга, чтобы подробно изучить, как воздействие алкоголя ухудшает развитие и функционирование клеток мозга. Результаты научной работы опубликованы в журнале Molecular Psychiatry.
Влияние алкоголя на плод
Употребление алкоголя во время беременности представляет значительную опасность для здорового развития будущего ребенка. Не существует известного безопасного количества употребления алкоголя во время беременности.
Последствия пренатального воздействия алкоголя (ПВА) отражаются в различных диагнозах, которые развиваются в рамках расстройств алкогольного спектра плода. С одной стороны, дефицит роста и физические изменения определяют фетальный алкогольный синдром (ФАС), но в большинстве случаев необратимое повреждение головного мозга приводит к проблемам с поведением и обучением, даже если отсутствует физическое воздействие. По статистике, от 1,1 до 5 процентов школьников США — до 1 из 20 — могут быть подвержены ПВА, при этом некоторый процент из них имеют ФАС.
Хотя клинические эффекты расстройств алкогольного спектра у плода хорошо известны, точные молекулярные эффекты на кору головного мозга плода человека до конца не изучены.
«Полученные результаты подчеркивают широкую угрозу воздействия алкоголя на головной мозг плода. Причиненный вред глубок и обширен», — комментирует автор исследования Элиссон Муотри (Alysson Muotri), профессор кафедр педиатрии и клеточной и молекулярной медицины.
Материалы и методы исследования
Используя индуцированные плюрипотентные стволовые клетки человека, Муотри с соавторами исследования создали трехмерные органоиды мозга, которые развиваются аналогично кортикогенезу плода человека — формированию внешних слоев мозга, в которых находятся многие высокоуровневые функции, такие как рассуждение, сознательное мышление, эмоциональный контроль и речь.
Органоиды головного мозга подробно раскрывают вред пренатального воздействия алкоголя
Воздействие алкоголя на разных этапах развития головного мозга плода приводило к различным, неизменно негативным эффектам, от фундаментальной дисфункции клеточных процессов до неправильного построения архитектуры головного мозга и неадекватного создания вспомогательных клеток (глиогенез) и связей между клетками мозга (синаптогенез).
Исследователи провели электрофизиологические записи для мониторинга паттернов электрической активности в кортикальных органоидах, документируя и подтверждая нарушенную функцию кортикальных органоидов.
Практическая значимость работы
Ученые заявили, что полученные результаты улучшают результаты предыдущих исследований с использованием моделей на животных.
«Это крайне важно, поскольку мы можем лучше видеть, какие важные пути роста и передачи сигналов нарушены, и, возможно, обнаружить новые мишени для терапевтического противодействия или предотвращения невропатологии пренатального воздействия алкоголя. Хорошей новостью является то, что некоторые из этих изменений были устранены с помощью специальных экспериментальных препаратов», — заключает соавтор исследования Кеннет Джонс (Kenneth Jones).
Авторы другого исследования утверждают, что признаки фетального алкогольного синдрома обнаружены в утробе матери при помощи МРТ.
