Ученые на модели генетически модифицированных мышей показали, что мутация в гене Plau, отвечающем за миграцию вновь образованных нервных клеток и удаление избыточных нервных связей, вызывает изменения в поведении и структуре мозга, которые характерны для расстройств аутистического спектра. Животные с такой мутацией проявляли повышенную тревожность, реже контактировали с сородичами, но при этом успешнее здоровых особей решали сложные задачи. Созданная авторами мышиная модель аутизма позволит тестировать новые методы диагностики и лечения этого заболевания и лучше понять его молекулярные причины. Результаты исследования опубликованы в журнале Frontiers in Cell and Developmental Biology.
Научную работу провели специалисты из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, Научного центра психического здоровья и Российского университета медицины Минздрава России.
С помощью технологии редактирования генома CRISPR/Cas9 ученые внесли мутацию в ген Plau у мышей, заменив в нем всего одну «букву» в функциональном центре соответствующего фермента. Эта замена привела к тому, что белок, считываемый с гена Plau, стал на 40% активнее, чем в норме, а поведение мышей с такой генетической мутацией значительно изменилось. Оказалось, что мыши с нарушением в гене Plau проводили очень мало времени в общении с сородичами, предпочитая одиночество, чаще проявляли тревожность, склонность к агрессии и поведенческим стереотипиям (однообразным двигательным паттернам). Подобные нарушения поведения и социальной коммуникации характерны для ряда расстройств аутистического спектра.
При этом в стрессовой ситуации — при поиске выхода из водной ловушки — животные из этой группы действовали намного быстрее и успешнее обычных мышей. Эту особенность специалисты не смогли интерпретировать однозначно, поскольку, с одной стороны, она может указывать на крайнюю степень тревоги, а с другой — на исключительную способность грызунов концентрировать внимание на решении задачи по преодолению экзистенциальной (смертельной, с точки зрения животного) угрозы.
Ученые также сравнили структуру головного мозга здоровых мышей и особей с мутацией в гене Plau. Анализ показал, что нарушение в этом гене привело к утолщению соматосенсорной коры — области мозга, отвечающей за обработку зрительной, звуковой и тактильной информации. Подобное изменение описано у некоторых пациентов с расстройствами аутистического спектра.
«Мы не просто обнаружили еще одно новое генетическое нарушение, которое может приводить к расстройствам аутистического спектра, а создали удобную модель для исследования этой группы заболеваний и тестирования новых лекарств для их коррекции и лечения. В дальнейшем мы планируем глубже изучить строение и особенности функционирования мозга таких мышей и установить, чем на уровне отдельных клеток и проводящих путей он отличается от мозга здоровых животных. Перспективным продолжением данного исследования, с нашей точки зрения, станет оценка возможности фармакологической профилактики и коррекции наследственных форм расстройств аутистического спектра на примере предложенной генетической модели», —сказал руководитель проекта, заведующий лабораторией постгеномных технологий и доцент кафедры биохимии и регенеративной медицины Медицинского научно-образовательного института МГУ имени М.В. Ломоносова Максим Карагяур.
