Исследователи из Каролинского института (Karolinska Institutet) в Швеции сделали прорыв в понимании механизмов, лежащих в основе расстройств аутистического спектра (РАС). Их работа, опубликованная в журнале Cell Reports, раскрывает, как изменения в нейротрансмиссии дофамина способствуют поведенческим симптомам аутизма.
Аутизм диагностируется по поведению, которое сильно различается у разных людей и часто совпадает с другими состояниями. Исследование сосредоточено на мышиной модели РАС с повышенным уровнем эукариотического фактора инициации 4E (eIF4E), белка, играющего ключевую роль в трансляции генетической информации в белки.
«Наше исследование показывает, что у мышей с геном риска аутизма eIF4E снижено высвобождение дофамина — химического посланника, важного для мотивации, обучения и движения», — говорит Эмануэла Сантини, научный сотрудник отдела нейробиологии и последний автор статьи.
Используя передовые методы, такие как оптогенетика, исследователи связали проблему со снижением активации никотиновых рецепторов ацетилхолином, другим важным нейромедиатором.
«Результаты показывают, что при аутизме поражаются базальные ганглии — цепь мозга, регулирующая адаптивное поведение и двигательные функции, что приводит к нарушениям взаимодействия дофамина и ацетилхолина», — говорит Сантини.
Эти данные дают представление о механизмах мозга, лежащих в основе поведенческой негибкости при аутизме, что может помочь в разработке новых диагностических подходов.
Комплексный подход
Исследователи использовали комплексный подход, сочетая генетику, поведенческий анализ, синаптическую физиологию и методы визуализации. Они измерили высвобождение дофамина у мышей с мутацией гена eIF4E, связанной с аутизмом у пациентов. Эти мыши демонстрируют поведение, похожее на аутизм, включая трудности с адаптацией, повторяющиеся действия и социальные проблемы.
«Мы использовали оптогенетику, чтобы понять, почему высвобождение дофамина было снижено у мышей с РАС. Мы активировали нейроны дофамина или ацетилхолина и обнаружили, что высвобождение дофамина, запускаемое нейронами ацетилхолина, было снижено», — объясняет Андерс Боргквист, главный научный сотрудник того же отдела и соавтор исследования.
Затем команда использовала методы визуализации для измерения уровня ацетилхолина и притока кальция. Кальций необходим для высвобождения нейромедиаторов. У мышей eIF4E было нарушено связывание ацетилхолина с аксонами дофамина, что привело к уменьшению притока кальция. Увеличение количества кальция восстанавливало высвобождение дофамина.
«Наши результаты показывают, что поведенческая негибкость при аутизме возникает из-за дефицита связи между дофамином и ацетилхолином в базальных ганглиях. Мы продолжим исследовать, как это влияет на другие части мозга», — говорит Боргквист.
«Это не только расширяет наше понимание РАС, но и открывает путь к инновационным терапевтическим подходам, которые могут значительно улучшить жизнь людей, страдающих этим расстройством», — добавляет Сантини.
Аутизм: новые горизонты в понимании и лечении
Исследования в области аутизма продолжают удивлять ученых и врачей. Недавно опубликованные данные из Каролинского института проливают свет на механизмы, лежащие в основе этого сложного расстройства.
В новой работе, опубликованной в журнале Cell Reports, ученые сосредоточились на мышиной модели аутизма с повышенным уровнем белка eIF4E. Этот белок играет ключевую роль в трансляции генетической информации в белки, и его мутации связаны с развитием аутизма у людей.
Используя передовые методы, такие как оптогенетика, исследователи обнаружили, что у мышей с мутацией eIF4E снижено высвобождение дофамина — химического посланника, который важен для мотивации, обучения и движения. Дофамин играет ключевую роль в регуляции поведения и адаптации.
Снижение высвобождения дофамина связано с нарушением взаимодействия дофамина с другим важным нейромедиатором — ацетилхолином. Это открытие подчеркивает важность базальных ганглиев — части мозга, которая регулирует адаптивное поведение и двигательные функции.
Исследование открывает новые перспективы для разработки инновационных методов диагностики и лечения аутизма. Понимание механизмов, лежащих в основе этого расстройства, может помочь создать более эффективные терапевтические подходы, которые улучшат качество жизни людей с аутизмом.
Эти результаты подчеркивают важность междисциплинарного подхода в изучении аутизма. Ученые из разных областей — генетики, нейробиологии, психологии и других — работают вместе, чтобы глубже понять это сложное расстройство и найти пути к его лечению.
Литература:
Josep Carbonell-Roig et al, Dysregulated acetylcholine-mediated dopamine neurotransmission in the eIF4E Tg mouse model of autism spectrum disorders, Cell Reports (2024). DOI: 10.1016/j.celrep.2024.114997
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗМЦ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
