Лекарство от аутизма

Российские специалисты выяснили, что сниженная способность к обучению у мышей с аутистичным поведением вызвана не одной, а целым комплексом причин: от асимметрии структур мозга и нарушения тока спинномозговой жидкости до сбоя в «созревании» одного из ключевых белков нервной системы. Это вещество потенциально может рассматриваться как молекулярная мишень для лечения расстройств аутистического спектра. Полученные данные в перспективе позволят разработать препараты для лечения этого состояния у людей. Однако эксперты подчеркивают, ученым предстоит много работы и сам подход к «нейроотличиям» в современной медицине меняется.

Почему у мышей с аутизмом снижена способность к обучению

У людей с расстройствами аутистического спектра (РАС) трудности с обучением и памятью не менее выражены, чем нарушения коммуникации, однако их биологическая природа во многом остается недостаточно изученной. Для выявления причин специалисты проводят лабораторные исследования на мышах с нарушениями социального поведения.

Ученые из Института цитологии и генетики СО РАН (Новосибирск) и Научно-исследовательского центра LIFT (Москва) оценили когнитивные способности мышей с аутистоподобным поведением и сопоставили их с молекулярными и анатомическими изменениями в головном мозге. Исследователи использовали особей линии BTBR — одной из наиболее распространенных моделей аутизма. У таких мышей отсутствует конкретная мутация, однако их поведение и особенности строения мозга во многом воспроизводят черты, сходные с человеческим расстройством. В ходе работы специалисты сравнивали их показатели со здоровыми особями.

Животных поместили перед панелью с двумя отверстиями. В первый день мышь должна была просунуть нос в отверстие, обозначенное горящей лампочкой, чтобы получить сладкую гранулу в качестве награды, и таким образом понять связь между светом в отверстии и угощением. На второй день необходимо было просунуть нос в два подсвечивающихся отверстия в определенном порядке, то есть запомнить последовательность из двух действий. На третий день отверстия не подсвечивались, и мышь должна была сама вспомнить правильную последовательность, чтобы получить награду.

Мыши с моделью аутизма справились с первым заданием, но не смогли выучить последовательность и извлечь ее из памяти. Такие животные на второй день смогли получить примерно в десять раз меньше гранул, чем здоровые грызуны, и почти не добивались их на третий. Это подтвердило, что дело было не в мотивации мышей, а в неспособности гибко перестраивать поведение.

Затем с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ) и анализа тканей авторы обнаружили значительное число аномалий в головном мозге животных с моделью аутизма. Во-первых, гиппокамп — часть, отвечающая за память, — у них оказался не только изменен в объеме, но и асимметричен: его правая область, критически важная для обучения, была уменьшена. Кроме того, плотность нейронов была примерно в три раза ниже, чем у здоровых животных.

Во-вторых, у мышей с аутизмом оказались «схлопнуты» желудочки мозга, что указывало на проблемы с циркуляцией спинномозговой жидкости: ее продукция и отток были замедлены. При плохом оттоке мозг хуже очищается от отходов жизнедеятельности клеток. Этот механизм известен при нейродегенеративных заболеваниях, однако авторы впервые детально описали его применительно к модели аутизма.

Кроме того, исследователи выявили нарушения созревания ключевого белка развития нейронов — BDNF. У животных с аутистическим поведением уровень его предшественника, который способствует ослаблению связей между нервными клетками, оказался в 1,5–2 раза выше, чем у здоровых мышей. При этом концентрация зрелой, функционально активной формы белка не увеличивалась.

— Полученные данные указывают на то, что сниженные когнитивные способности животных с аутизмом связаны со структурными аномалиями и нарушенным синтезом важного для развития нейронов BDNF. В связи с этим данный белок потенциально может рассматриваться как молекулярная мишень для лечения РАС, — рассказала кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории нейрогеномики поведения Института цитологии и генетики СО РАН Татьяна Ильчибаева.

В дальнейшем ученые планируют установить прямую причинно-следственную связь между синтезом BDNF и аутистическим поведением, а затем найти способы облегчить поведенческие нарушения.

Перспективы создания лекарства от аутизма

Современная наука пока не располагает препаратами, способными воздействовать на первопричины расстройств аутистического спектра. Существующая фармакотерапия, включая одобренные рисперидон и арипипразол, направлена преимущественно на купирование сопутствующих симптомов — раздражительности, агрессии и нарушений сна, но не на коррекцию базовых нарушений коммуникации и социального взаимодействия, уточнил директор НИИ нейронаук СамГМУ Минздрава России, доцент Александр Захаров.

— Учитывая крайнюю гетерогенность РАС, когда сходные проявления могут вызываться разными причинами, исследование, показывающее конкретный молекулярно-анатомический дефект, — это важный шаг. Выявленное нарушение созревания белка BDNF и связанная с этим структурная асимметрия гиппокампа предлагают конкретную «мишень» для потенциальной терапии, что выглядит более перспективным, чем попытки воздействовать на разрозненные симптомы, — рассказал он «Известиям».

Однако говорить о скором появлении лекарства на основе этих данных было бы преждевременно. Важно понимать: обнаруженные у мышей значительные анатомические изменения (например, «схлопнутые» желудочки мозга) не соответствуют картине нейровизуализации у детей с РАС, у которых МРТ в большинстве случаев не выявляет столь грубой макроструктурной патологии. Таким образом, это открытие — важный фундамент для дальнейших исследований, но для трансляции в клиническую практику предстоит пройти долгий путь, резюмировал специалист.

Современный взгляд пересматривает и саму постановку вопроса: аутизм переходит из разряда болезней в категорию «мира отличий», подчеркнул эксперт рынка НТИ «Нейронет», организатор проектной работы Сколково Евгений Николин.

— Это не болезнь, которую можно вылечить, — это другое восприятие реальности и другие способы коммуникации. Примерно 90% — это особенность, а не патология. Однако у людей с аутизмом могут быть сопутствующие отклонения. Например, повышенная возбудимость, сенсорные особенности, генетические просадки. В таких случаях медикаменты допустимы не для «лечения аутизма», а для коррекции конкретных состояний — как при давлении или для восполнения дефицитов, — сказал специалист.

По его мнению, исследования в этом ключе перспективны, но только в рамках поддержки качества жизни, а не попытки «излечить» нейроотличие.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry.