Гены аутизма найдены в проводах мозга

Носители распространённых генетических вариантов, связанных с аутизмом, имеют пониженную плотность микроскопических "проводов" в мозге — независимо от того, есть ли у них диагноз. Исследование, опубликованное в престижном журнале Molecular Psychiatry, показало, что генетическая предрасположенность к аутизму влияет на структуру мозга даже у тех, кто никогда не столкнётся с этим диагнозом.

Аутизм — это не какая-то одна поломка в одном гене. Это огромный оркестр из тысяч мелких генетических вариаций, разбросанных по всей человеческой ДНК. Каждый отдельный вариант сам по себе — пылинка, но вместе они формируют предрасположенность. Такой механизм учёные называют полигенным наследованием.

Исследователи давно фиксировали структурные различия в мозге людей с диагностированным аутизмом. Но что происходит с мозгом у обычных людей, просто несущих "аутичные" гены? Ответ на этот вопрос искала международная команда под руководством Юаньцзюнь Гу и Варуна Уорриера из Кембриджского университета.

И вот тут начинается самое интересное. Учёные взяли данные МРТ-сканирования мозга и генетические профили более чем 30 тысяч взрослых из британского Biobank и почти пяти тысяч детей из американского исследования ABCD. Никаких "совпадений" — только хардкорная статистика.

Фокус был на пяти характеристиках мозга. Три из них — макроструктура: площадь поверхности коры, её толщина и средняя кривизна извилин. Но куда любопытнее две микроскопические характеристики. Учёные смотрели на то, как вода диффундирует (просачивается) через ткани мозга на МРТ. Это позволило измерить так называемую "внутриклеточную фракцию объёма" — показатель плотности нейритов.

Нейриты — это те самые отростки нервных клеток (аксоны и дендриты), которые передают и принимают сигналы. По сути, это проводка мозга. Чем выше плотность нейритов — тем больше коммуникационных линий умещается в одном кубическом миллиметре серого вещества.

Для каждого участника исследователи рассчитали полигенный балл — одну цифру, суммирующую генетическую предрасположенность к аутизму на основе миллионов маркеров. И сопоставили с данными МРТ.

Результат оказался пугающе чётким. И у взрослых, и у детей — чем выше полигенный балл по аутизму, тем ниже плотность нейритов. Причём эта связь прослеживалась по всей коре мозга, а не только в отдельных зонах. Более того — эффект был особенно сильным в так называемых "хабах" — высокосвязанных участках коры, которые работают как крупные транспортные узлы в железнодорожной сети.

Та же картина наблюдалась и в белом веществе — длинных "магистралях", соединяющих разные отделы мозга. Связь была обнаружена в большинстве трактов белого вещества.

А что с половыми различиями? Ведь мальчикам диагноз "аутизм" ставят гораздо чаще. Может, гены по-разному влияют на структуру мозга мужчин и женщин? Исследователи проверили — и не нашли статистически значимых различий. Похоже, разрыв в диагностике между полами кроется не в том, как гены формируют базовую структуру коры.

Но есть нюанс. Учёные подчёркивают: корреляция — это не причинно-следственная связь. Чтобы проверить, вызывают ли гены аутизма снижение плотности нейритов напрямую, команда применила продвинутую статистическую технику — менделевскую рандомизацию (аналог природного рандомизированного клинического испытания). И никаких доказательств прямой причинности не нашли. Скорее всего, существует некий общий биологический механизм, который одновременно влияет и на развитие мозга, и на поведенческие черты.

Ограничения тоже есть — и они существенные. Данные анализировали только у людей европейского происхождения (чтобы избежать статистических ошибок из-за межпопуляционных различий). Нужны исследования на других группах населения. Кроме того, современные полигенные баллы улавливают лишь крошечную часть всей генетической изменчивости аутизма. Да и сами изменения плотности нейритов, хоть и статистически значимы, невелики по абсолютной величине.

Учёным ещё предстоит выяснить: снижение плотности нейритов — это уникальная черта именно генетики аутизма? Или общий маркер для разных нарушений развития? Похожая связь уже обнаружена при шизофрении. Возможно, разгадка механизма — следующий большой шаг для этой области.

Исследование "Polygenic scores for autism are associated with reduced neurite density in adults and children from the general population" опубликовано большой международной коллаборацией, включающей консорциумы APEX и iPSYCH-autism, а также таких мэтров, как Саймон Барон-Коэн.