Гидроцефалия у детей часто имеет совершенно другие причины, чем предполагалось ранее. Таковы выводы международного исследования. Исследователи выявили серию мутаций, вызывающих нарушение раннего развития мозга. Следствием этого являются характерные расширения заполненных жидкостью полостей головного мозга. Исследование проводилось под руководством Йельского, Гарвардского и Боннского университетов; его результаты также имеют значение для диагностики и лечения этого серьезного состояния. Результаты опубликованы в журнале Nature Neuroscience.
Один из 1000 детей рождается с гидроцефалией. Тяжелое состояние является наиболее частой причиной операции на головном мозге в детском возрасте. Тем не менее, пострадавшие часто страдают от интеллектуальных и двигательных нарушений на всю оставшуюся жизнь.
При гидроцефалии значительно увеличены заполненные жидкостью полости головного мозга — желудочки. Это значительно повышает внутричерепное давление. Предполагается, что причиной являются нарушения баланса спинномозговой жидкости. Эта жидкость окружает мозг и выводит токсины. Он также действует как подушка для защиты мозга от ударов и гарантирует, что полости не разрушатся. «До сих пор считалось, что при гидроцефалии образуется слишком много спинномозговой жидкости или слишком мало ее выводится, или что ее дальнейший транспорт просто нарушен», — объясняет профессор доктор Вальдемар Коланус из Института LIMES Боннского университета (Германия). . «Однако наши результаты теперь указывают в другом направлении».
Выявлено 93 гена риска
У детей заболевание обычно является генетическим; однако наследственные факторы, ответственные за это, известны лишь частично. Поэтому исследователи из Гарварда и Йеля секвенировали геном почти 500 пациентов и сравнили его с генетическим материалом здоровых людей. В процессе они наткнулись на 93 гена , мутации в которых приводят к гидроцефалии. «Удивительно, но ни один из этих генов никоим образом не участвует в производстве или транспортировке спинномозговой жидкости», — подчеркивает соавтор Колануса доктор Стефан Вайс, один из двух ведущих авторов исследования. «Вместо этого они, кажется, в основном связаны с развитием мозга».
Одним из наследственных признаков, который особенно часто мутировал у больных, является ген TRIM71. «Мы изучаем этот ген здесь, в Бонне, уже несколько лет, — говорит Коланус. «Это также причина, по которой наши американские коллеги связались с нами». Международная группа также ввела обнаруженные ими мутации в ген TRIM71 у мышей. Затем у модельных животных также развилась гидроцефалия.
«Затем мы использовали стволовые клетки здесь, в Бонне, чтобы воспроизвести очень ранние события развития мозга в клеточной культуре», — объясняет Коланус. «Это позволило нам показать, что мутации гидроцефалии TRIM71 специфически влияют на эти функции. В будущем мы еще лучше расшифруем эти процессы с помощью органоидов, которые представляют собой скопления клеток, которые примерно напоминают очень простой мозг».
Мутации, вероятно, делают мозг более механически нестабильным
Мутации предположительно повреждают так называемые нейроэпителиальные клетки. Они выстилают полости для жидкости в головном мозге изнутри. «Мы предполагаем, что эти изменения делают нейроэпителий тоньше и более механически гибким, в результате чего увеличиваются полости», — считает Штефан Вайзе. «Затем это может привести к повышенному накоплению спинномозговой жидкости и, следовательно, к повышению внутричерепного давления ». Таким образом, в данном случае гидроцефалия является следствием нарушений развития нервной системы в раннем детстве, которые, в свою очередь, ответственны за когнитивные нарушения у молодых пациентов.
Обычно хирургия гидроцефалии предполагает использование так называемой шунтирующей системы, через которую можно дренировать избыток спинномозговой жидкости. Это снижает давление в черепе, и исчезают сопутствующие симптомы, такие как головные боли или нарушения зрения. Однако когнитивные и интеллектуальные ограничения обычно сохраняются. «Наши результаты объясняют, почему это происходит при врожденной гидроцефалии», — говорит Коланус. «Ущерб возникает не из-за повышенного давления, а гораздо раньше, во время эмбрионального развития мозга».
Это открытие может иметь и терапевтические последствия. Например, установка шунтирующей системы сопряжена с риском. Тем не менее, многие медицинские работники советуют это, потому что опасаются, что в противном случае аномалии головного мозга увеличатся. «Однако эта процедура, вероятно, полезна не во всех случаях у детей», — говорит Коланус.
Возможно, в будущем можно будет диагностировать гидроцефалию еще до рождения с помощью генетического тестирования. Тогда целенаправленное раннее вмешательство могло бы предотвратить некоторый ущерб. Однако вряд ли это состояние будет излечимо в обозримом будущем. «Для этого потребуется генная терапия эмбриона в утробе матери», — объясняет Коланус. «Прямо сейчас это было бы слишком рискованно, а также юридически невозможно».
