По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, расстройство аутистического спектра (ASD) является относительно распространенным расстройством общения и поведения, которое встречается у 1 из 59 детей в США. Несмотря на его распространенность, до сих пор неясно, что является причиной заболевания и каковы наилучшие способы его лечения.

Исследователи из Института Солка сравнили стволовые клетки, созданные у людей с РАС, с стволовыми клетками, созданными у людей без РАС, чтобы впервые обнаружить измеримые различия в паттернах и скорости развития клеток, полученных из РАС.

Результаты, опубликованные 7 января 2019 года в журнале Nature Neuroscience , могут привести к появлению диагностических методов для выявления ASD на ранней стадии , когда потенциально могут проводиться профилактические вмешательства.

«Хотя наша работа изучала только клетки в культурах, она может помочь нам понять, как ранние изменения в экспрессии генов могут привести к изменению развития мозга у людей с РАС», — говорит Солк Профессор Расти Гейдж, старший автор исследования и президент Института. «Мы надеемся, что эта работа откроет новые пути для изучения психоневрологических и нейро-нарушений развития».

Для исследования исследователи взяли клетки кожи у восьми человек с РАС и пяти человек без РАС и превратили их в плюрипотентные стволовые клетки — клетки, способные развиваться в клетки любого типа. Затем они уговорили стволовые клетки развиваться по пути превращения в нейроны, подвергая их воздействию определенных химических факторов.

Используя молекулярные «снимки» с разных стадий развития стволовых клеток, команда смогла отследить генетические программы, которые включались в определенном порядке, когда стволовые клетки развивались в нейроны. Это выявило ключевые различия в клетках, полученных от людей с РАС. Например, команда Солка заметила, что генетическая программа, связанная со стадией нервных стволовых клеток, включилась раньше в клетках АСД, чем в клетках без РАС. Эта генетическая программа включает в себя много генов, которые были связаны с более высокими шансами на РАС. Кроме того, нейроны, которые в конечном итоге развивались у людей с РАС, росли быстрее и имели более сложные ветви, чем у контрольной группы.

«В настоящее время предполагается, что аномалии в раннем развитии мозга приводят к аутизму, но переход от нормально развивающегося мозга к диагностике АСД размыт», — говорит первый автор Саймон Шафер, научный сотрудник лаборатории Gage. «Основной задачей в этой области было определение критических периодов развития и связанных с ними клеточных состояний. Это исследование может послужить основой для выявления общих патологических признаков, возникающих в ходе развития РАС».

«Это очень захватывающее открытие, и оно побуждает нас к дальнейшему совершенствованию нашей методологической основы, чтобы помочь нам лучше понять ранние клеточные биологические события, которые предшествуют появлению симптомов», — добавляет Гейдж, который является председателем отдела исследований Vi и John Adler по исследованиям. по возрастным нейродегенеративным заболеваниям. «Изучение динамики системы может максимально увеличить наши шансы на выявление соответствующих механистических заболеваний».

Исследователи говорят, что эксперименты в этом исследовании приведут к более динамичным подходам к изучению механизмов, которые участвуют в предрасположенности и прогрессировании РАС.

Затем они планируют сосредоточиться на создании органоидов мозга, трехмерных моделей развития мозга в чашке, которые позволяют ученым изучать взаимодействие между различными типами клеток мозга .

«Современные методы диагностики носят в основном субъективный характер и возникают после появления поведенческих отклонений у маленьких детей», — говорит Шейфер. «Мы надеемся, что эти исследования послужат основой для разработки новых подходов к диагностике в ранний период развития ребенка — задолго до проявления поведенческих симптомов — для максимального воздействия на лечение и вмешательство».