«Апостериори»: Учёные смогли восстановить работу мозга у мышей с аутистическими нарушениями

Новости науки и технологий

Поддержите «Эхо», если вы не в России

Учёные обнаружили, что препарат, воздействующий на один из ключевых клеточных сигнальных путей, способен быстро уменьшать нарушения поведения и работы мозга у взрослых мышей с признаками расстройств аутистического спектра. Результаты исследования показывают, что даже после завершения развития мозга некоторые функциональные нарушения могут оставаться обратимыми.

Расстройства аутистического спектра – это группа состояний, связанных с особенностями развития нервной системы. Их причины сложны и включают генетические и иммунные факторы, а также факторы среды. Одним из механизмов, который всё чаще связывают с развитием некоторых форм аутизма, является нарушение работы сигнального пути mTOR – системы, регулирующей рост клеток, обмен энергии, образование синапсов и работу нейронных сетей.

Ранее было показано, что чрезмерная активность mTOR может приводить к изменениям развития мозга, повышенной возбудимости нейронов, судорогам и нарушениям поведения. Однако большинство исследований рассматривало длительное воздействие препаратов, которые должны предотвратить развитие этих изменений. В новой работе учёные решили проверить, можно ли быстро исправить уже сформировавшиеся нарушения работы мозга у взрослых животных.

Для этого исследователи использовали модель, в которой у беременных мышей на раннем сроке беременности вызывали лёгкую воспалительную реакцию с помощью липополисахарида – компонента бактериальной клеточной стенки. У потомства таких мышей во взрослом возрасте наблюдались изменения, характерные для этой модели аутизма: хроническое воспаление, повышенная активность mTOR, изменения структуры мозга, нарушения сенсорной обработки и повторяющееся поведение.

Затем взрослым мышам вводили рапамицин – препарат, который блокирует активность mTOR. Уже через два часа после введения учёные обнаружили заметные изменения. У животных уменьшились повторяющиеся движения, улучшилось социальное взаимодействие и снизилась повышенная чувствительность к сенсорным раздражителям. Одновременно нормализовалась повышенная активность нейронов и изменилась организация функциональных связей между областями мозга.

Электрофизиологические исследования показали, что у таких мышей нейроны коры головного мозга были чрезмерно возбудимыми. Они легче активировались и демонстрировали повышенную передачу возбуждающих сигналов. После воздействия рапамицина эти показатели приблизились к нормальным значениям. Учёные предполагают, что препарат восстанавливает баланс между возбуждающими и тормозными процессами в нервной системе.

Дополнительные исследования с помощью функциональной МРТ показали, что у таких мышей нарушена организация мозговых сетей. В частности, были изменены связи между сенсорными областями коры, таламусом и базальными ганглиями – структурами, которые участвуют в обработке ощущений и формировании некоторых поведенческих реакций. После введения рапамицина эта организация частично возвращалась к состоянию, близкому к нормальному.  

При этом авторы подчёркивают: речь не идёт о создании лекарства от аутизма. Во-первых, исследование проведено только на мышах и отражает лишь некоторые механизмы, связанные с расстройствами аутистического спектра. Во-вторых, эффект оказался временным. После одной дозы улучшения сохранялись примерно сутки, а через несколько дней нарушения возвращались. При длительном ежедневном введении эффективность постепенно снижалась, что может указывать на развитие адаптации организма к препарату.

Тем не менее работа показывает важную возможность: нарушения, связанные с развитием нервной системы, могут быть не полностью «записаны» в структуре мозга. Даже во взрослом возрасте некоторые изменения могут оставаться функционально обратимыми. По мнению авторов, дальнейшие исследования могут помочь найти новые подходы к коррекции не только отдельных симптомов, но и общих механизмов, лежащих в основе различных проявлений расстройств аутистического спектра.