Технология разоблачила аутизм

Новые технологии позволили учёным получить неожиданные данные о том, как аутизм влияет на работу нервных клеток. Сегодня аутизм диагностируется у более 2% детей в США — примерно 1 из 59. Это огромная проблема и для самих детей, и для их родителей, а главное — до сих пор нет препаратов, которые реально лечили бы основные симптомы этого состояния. Причина банальна: мы всё ещё не уверены, как именно аутизм возникает и какие процессы он нарушает в мозге. Одна из главных сложностей — невероятная вариабельность проявлений аутизма.

Учёные решили зайти с другого конца и применили так называемое секвенирование РНК отдельных ядер клеток мозга (single-nucleus RNA sequencing). Проще говоря, они сравнили молекулярную «начинку» нервных клеток здоровых людей и людей с аутизмом. Результат? Нашли конкретные виды клеток и процессы, которые кардинально отличаются. Это уже даёт надежду на появление новых мишеней для лекарств.

Автор исследования — нейробиолог из лаборатории Арнольда Крейгштейна, Калифорнийский университет в Сан-Франциско. Он сравнивает мозг с компьютером, где вместо транзисторов — нейроны. Нейроны соединяются и передают сигналы друг другу через синапсы. Если один элемент ломается, сбой идёт по цепочке.

Каждая клетка строится из белков, а команда на создание белков приходит через молекулы РНК, которые копируются с ДНК. Если в клетке много РНК определённого типа, значит, она активно вырабатывает соответствующий белок. Секвенирование всех РНК одной клетки позволяет понять, что именно внутри неё происходит — в том числе и как работает синапс.

Раньше технологически было сложно изучать отдельные клетки: анализ делали сразу с кусочками ткани, где миллионы разных клеток вперемешку. Сейчас можно секвенировать отдельные ядра, причём и из «постмортем» (посмертного) материала, то есть мозга людей, которые умерли.

Учёные проанализировали около 100 тысяч клеток из мозгов людей с и без аутизма. Результаты сравнения показали: больше всего отличаются клетки определённых верхних слоёв коры больших полушарий. Именно они передают сигналы между разными частями мозга — то есть отвечают, например, за общение. У людей с аутизмом в этих нейронах количество РНК, отвечающей за белки синапса, существенно отличается от нормы, особенно у тех, у кого самое тяжёлое течение болезни (например, отсутствие речи).

Кроме того, «поломки» выявлены не только в самих нейронах, но и в глиальных клетках — помощниках. Глия управляет нейронами и помогает им отправлять сигналы. Открытие этих различий — огромный шаг к пониманию природы аутизма.

Авторы считают: если новые препараты или генная терапия смогут «починить» эти участки в нейронах верхних слоёв, это может значительно облегчить симптомы. Сейчас ведутся исследования по доставке лекарств и генов в определённые типы клеток мозга. И именно этот путь, по мнению многих учёных, в перспективе позволит появиться эффективным способам лечения аутизма.