Поиск - новости науки и техники

Когда пропал сигнал

Ученые пытаются постичь природу аутизма

Несмотря на высокие темпы развития медицины и биологических наук, некоторые болезни продолжают оставаться неизлечимыми. Взять хотя бы аутизм. Внешне нормальный, здоровый ребенок почему-то не хочет контактировать с внешним миром. Это противоречит любознательной природе человека, жаждущего узнать все обо всем. Большой отряд докторов и исследователей по всему миру пытается распутать таинственный клубок механизмов аутизма, изучить болезнь с разных сторон и найти эффективное лечение. В этой непростой работе участвует заведующий лабораторией нейрогеномики поведения доктор биологических наук Владимир НАУМЕНКО из Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН. Он проводит исследования мозга особенных мышей, которые помогут установить важные звенья сложного психического недуга. Его тема «Комплексное исследование роли серотониновых 5-НТ1А-рецепторов мозга в механизмах аутизма» получила поддержку в виде гранта Президента РФ молодым ученым. «Поиск» заинтересовался подробностями этого проекта.
– Владимир Сергеевич, давно ли вы занимаетесь исследованием аутизма? Можете привести статистику по этому заболеванию?
– Сначала напомню читателям, что такое аутизм. Это психическое расстройство, основные симптомы которого – нарушение социальных взаимодействий и расстройства в эмоциональной сфере. Когнитивные способности (память, мышление, внимание, воображение) при аутизме могут быть снижены или сохранены, все зависит от формы заболевания, степени тяжести. Характерные признаки аутизма – это склонность к стереотипным движениям, задержка речевого развития или необычное использование слов.
Сегодня аутизм – одно из наиболее распространенных расстройств нервной системы. Эпидемиологические исследования показывают, что от этого заболевания страдают около 2% детей. Почему исследования эпидемиологические? Это означает распространенность заболевания, ситуация в буквальном смысле эпидемиологическая. Анализ распространения аутизма за последние десятилетия дает неутешительные прогнозы. В ближайшем будущем ожидается драматическое ухудшение ситуации.
Еще раз повторю, что аутизм – тяжелейшее расстройство психики, одна из причин инвалидизации детей. Заболевание входит в перечень социально значимых, поэтому им занимаются все больше ученых. Однако механизмы и причины возникновения недуга до сих пор неизвестны. Мы работаем над этой темой первый год.
– Какую роль могут играть серотониновые рецепторы мозга в механизмах аутизма? Чем они интересны и что влияет на их функционирование?
– Серотониновая (5-НТ) система мозга играет ключевую роль в регуляции как нормального, так и патологического поведения. Причина такой многофункциональности серотонина объясняется, прежде всего, наличием многочисленных рецепторов, через которые происходит воздействие этого нейротрансмиттера на нейроны. Нейротрансмиттер – это химическое вещество, осуществляющее передачу сигнала от одного нейрона к другому. Выделяясь из одного нейрона, он воздействует на специфические рецепторы, находящиеся на другом нейроне.
Серотониновые рецепторы контролируют различные физиологические функции. Они – также мишени для современных фармакологических препаратов, в частности, противотревожных средств и антидепрессантов. Это означает, что фармакологические агенты оказывают свое воздействие, активируя или ингибируя серотониновые рецепторы. Среди их множества наиболее интересны 5-НТ1А-рецепторы. Они отвечают за регуляцию секреции нейротрансмиттера и участвуют в контроле функционального состояния серотониновой системы мозга.
– Что же такое серотониновая система мозга?
– Это совокупность нейронов, способных синтезировать и выделять серотонин и комплексы различных рецепторов, активируемых нейромедиатором. Серотонин, выделяясь из серотонинового нейрона, активирует рецепторы, локализованные на мембране другого нейрона, передавая таким образом сигнал от одного нейрона другому.
Научные исследования показали, что 5-НТ1А-рецептор вовлечен в механизмы разных видов нормального и патологического поведения, в том числе полового и пищевого, тревожности, агрессии, депрессии. Современные, более селективные фармакологические препараты и молекулярно-генетические технологии помогают узнавать новые подробности о роли рецепторов в механизмах различных видов поведения.
– Как вы исследуете рецепторы и их роль в механизмах аутизма? Что уже сделано в мировой науке по этой теме?
– Мы планируем изучить роль серотониновых 5-НТ1А-рецепторов в механизмах аутизма на мышах линии BTBR, отличающихся нарушенным социальным и стереотипным поведением.
Для исследования социального поведения в клетку с мышью помещают другую мышь. В такой ситуации по-хорошему надо бы познакомиться с новым соседом, обнюхать или хотя бы даже побить его. Но мыши линии BTBR избегают социальных взаимодействий.
Для изучения стереотипного поведения в клетку к мышам помещают несколько стеклянных шариков. Стереотипное поведение – это поведение, имеющее тенденцию к повторению. Для роющих животных что-то закапывать – это нормально. Но мыши линии BTBR стараются методично закопать все шарики, а это уже стереотипные действия. Такое поведение наблюдаются и у людей, больных аутизмом.
На мышах мы собираемся детально исследовать различные виды поведения: социальное, стереотипное, депрессивно-подобное, а также пространственное обучение, двигательную активность, тревожность. Кроме того, планируем исследовать функциональное состояние 5-НТ1А-рецепторов и их экспрессию, то есть эффективность синтеза матричной РНК и белка этого рецептора.
Функциональное состояние рецепторов будем оценивать по выраженности известного эффекта снижения температуры тела в ответ на активацию рецепторов селективным активатором. В дальнейшем в зависимости от полученных результатов мы попробуем воздействовать на работу 5-НТ1А-рецепторов и скорректировать (желательно, конечно, улучшить) аутизм-подобное поведение мышей BTBR. Такие исследования пока еще не проводилось.
– Вам уже удалось узнать что-то новое?
– Мы закончили изучение поведения мышей BTBR. Подтвердили имеющиеся в литературе данные о нарушении социального поведения и стереотипном подведении этих животных. Обнаружили, что такие мыши демонстрируют активное избегание стресса. При подвешивании за хвост нормальное животное через некоторое время перестает сопротивляться и демонстрирует неподвижность (замирание). Мыши BTBR продолжают активно сопротивляться стрессирующей ситуации.
Такое же поведение они демонстрируют в водном тесте на пространственное обучение. Для этого мышей помещают в бассейн, наполненный водой. Мышь должна научиться находить скрытую под водой платформу и запоминать ее месторасположение. Платформа представляет собой стеклянный цилиндр, слегка скрытый водой. «Аутичная» мышь, натыкаясь, игнорирует ее, не пытается на нее вылезти. Однако если платформу убрать, мыши BTBR плавают в том же квадранте. То есть они запоминают место, где она была, но поскольку стараются активно избегать стрессирующей ситуации, на нее не вылезают.
Активное избегание стресса наблюдается и у человека, больного аутизмом. Он также будет пытаться активно избегать стрессовой для него ситуации, например, физического или зрительного контакта.
Мы выяснили, что функциональная активность 5-НТ1А-рецепторов в мозге мышей BTBR нарушена, то есть у них не происходит снижения температуры тела в ответ на активацию этих рецепторов. По результатам работы мы уже сделали два доклада на конференциях.
– Что вы еще исследуете?
– Наша лаборатория изучает генетические основы регуляции нормального и патологического поведения. Одно из основных направлений нашей работы – исследование роли рецепторов серотонина в регуляции нормального и патологического поведения. Недавно опубликовали большую работу о роли пальмитилирования 5-НТ1А-рецепторов в регуляции депрессии. Мы открыли, что этот рецептор подвергается так называемому посттрансляционному пальмитилированию (химической модификации рецептора уже после создания его белковой цепи), то есть происходит присоединение двух остатков жирной кислоты (пальмитата) в определенной области белковой цепи рецептора.
Такая модификация необходима для нормального расположения рецептора на мембране нейрона (клеточной стенке нейрона) и его работы. Мы обнаружили, что нарушение пальмитилирования 5-НТ1А-рецептора приводит к развитию депрессивно-подобного поведения. А у пациентов с клинической депрессией наблюдается нарушение пальмитилирования этих рецепторов.
Стоит отметить, что депрессия – это психическое расстройство, а не подавленное состояние. К сожалению, люди, как правило, не понимают всей серьезности этого заболевания, путая его с плохим настроением. Человек, страдающий клинической депрессией, не может выйти из этого состояния без помощи специалистов.
Мы планируем и дальше исследовать роль серотониновой системы и серотониновых рецепторов в механизмах аутизма. Надеемся пролить свою порцию света на тайну этого недуга.

Фирюза Янчилина

Нет комментариев