Новые открытия в генах, вызывающих неврологические расстройства, могут открыть новые пути для профилактики и даже возможного устранения симптомов аутизма. Расстройство аутистического спектра (РАС) — это сложное нейроразвивающееся состояние, которое активно изучается с середины 20-го века. По оценкам, РАС поражает примерно 1 из 100 детей, преимущественно мальчиков.
Исследования показывают, что РАС тесно связан с генетикой. Основная проблема заключается в выявлении связей между множеством задействованных генов и симптомами. Например, дети, рожденные с редкой генетической мутацией в гене BCKDK, более склонны к развитию нарушений, которые, если их не лечить, вероятно, приведут к пожизненному аутизму. Симптомы могут включать в себя умственную отсталость, эпилепсию и состояние, при котором голова ребенка меньше ожидаемого размера.
Дефектный ген нарушает способность мозга обрабатывать важные питательные вещества, известные как разветвленные аминокислоты, создавая условия для задержки нейрологического развития. Это привело ученых к вопросу: если мы знаем причину этого нейроразвивающегося расстройства, можем ли мы его обратить после того, как мозг развился? Можем ли мы вернуться в прошлое?
Гайя Новарино, профессор нейронаук, чья команда обнаружила мутацию BCKDK и ее связь с аутизмом в 2012 году, задавалась этим вопросом. Новарино — выдающийся нейроученый из Италии, получивший множество наград за свою работу в области исследования аутизма.
Многие считают, что аутизм необратим, так как он формирует развивающийся мозг задолго до рождения. Однако более недавние исследования побудили ученых рассмотреть возможность лечения некоторых форм РАС, полностью или частично.
Команда Новарино обратилась к мышам за ответами в рамках пятилетнего европейского исследовательского проекта REVERSEAUTISM, который завершился в сентябре 2022 года. Ученые генетически модифицировали мышей так, чтобы они не могли правильно обрабатывать необходимые аминокислоты, аналогично детям с генетической мутацией BCKDK.
Они обнаружили, что грызуны с мутацией после рождения сталкивались с моторными и социальными трудностями. Затем исследование REVERSEAUTISM пошло дальше, чтобы увидеть, могут ли аутистические симптомы у мышей быть устранены путем введения недостающих аминокислот прямо в мозг.
Ответ был положительным. Не все симптомы исчезли, но было значительное улучшение как в социальном поведении, так и в координации у мышей, которым делали инъекции. То есть некоторые признаки расстройства были обращены.
На основе результатов REVERSEAUTISM доктор Анхелес Гарсия-Касорла из Испании решила изучить, показывают ли дети с дефицитом BCKDK улучшение симптомов после приема недостающих аминокислот в качестве пищевой добавки в сочетании с белковой диетой.
Исследование было основано на 21 пациенте в возрасте от 8 месяцев до 16 месяцев, привлеченных из центров со всего мира. Результаты были очень обнадеживающими.
В целом все пациенты показали улучшение, особенно в отношении роста их головы, что свидетельствует о пролиферации нейронов. Они также показали улучшенную моторную функцию. Младенцы, которые не могли ходить, теперь могли ходить, а младенцы, которые не могли говорить, развили некоторый базовый язык.
Чем раньше начиналось лечение, тем лучше были результаты. «У троих детей, которые начали дополнение до двух лет, эволюция была гораздо лучше, и ребенок, который начал в 8 месяцев, чувствовал себя лучше всего — у нее было нормальное развитие мозга, без признаков аутизма, в три года», — сказала Гарсия-Касорла.
Если будущие исследования, включающие большую группу младенцев с дефицитом BCKDK, подтвердят результаты исследования MetabERN, Гарсия-Касорла и Новарино надеются, что национальные здравоохранительные политики будут изменены таким образом, чтобы требовать проверки всех новорожденных на наличие дефицита BCKDK при рождении.
Это станет частью теста на пятке новорожденного, который проверяет до 25 редких, но серьезных состояний здоровья.
«Одним из вызовов в области аутизма является то, что диагноз обычно ставится довольно поздно, редко до возраста 3 или 4 лет, и в этот момент становится трудно лечить», — сказала Новарино. «Наша работа показывает, что раннее начало дополнения может реально изменить жизни людей.»
Она и ее команда продолжают эту линию исследований в европейском проекте под названием SecretAutism, который начался в декабре 2022 года и продлится до ноября 2027 года. Они получили финансирование ЕС для выращивания ткани мозга в лаборатории с использованием человеческих стволовых клеток.
Изучая эти «органоиды», исследователи надеются получить дополнительные сведения о том, что именно многие различные гены, связанные с аутизмом, делают в организме, на каких этапах развиваются проблемы и как прервать этот процесс.
«Мы подходим к этому с разных сторон, пытаясь понять, как еще мы можем лечить пациентов с РАС», — сказала Новарино. «Это очень сложное исследование, но это нас не останавливает.»