Институт имени Вейцмана провел эксперимент на мышах, который объясняет, почему некоторые вирусные инфекции у беременных женщин могут повысить риск развития аутизма и шизофрении у детей в будущем.
Исследование под руководством доктора Идо Амита и профессора Михаля Шварца из отделения иммунологии и нейробиологии было опубликовано в журнале Science.
Ученые выяснили, каким образом цитомегаловирус (ЦМВ), влияющий во время беременности на иммунную систему женщины и плода, на клеточном и молекулярном уровнях повышает риск развития неврологических заболеваний у детей в будущем.
Такой эффект был обнаружен еще несколько лет назад во время эпидемиологических исследований и нашел свое подтверждение при экспериментах на мышах.
Однако до сих пор оставалось неясным, как именно это происходит. Кажется, теперь объяснение найдено.
«Предыдущие исследования показали, что сроки, на которых произошли нарушения в иммунной системе матери во время беременности, влияют на тип возможного повреждения головного мозга ребенка. Например, вирусная инфекция на ранних сроках беременности повышает риск развития аутизма, в то время как инфекция на более поздних сроках беременности повышает риск шизофрении, – говорит Амит. – Мы поставили перед собой задачу изучить механизмы, стоящие за этими явлениями, делая акцент на роли, которую играет иммунная система в развитии мозга».
Исследователи изучили микроглии – иммунные клетки головного мозга, которые способствуют развитию и поддержанию его работы. Выяснилось, что развитие этих клеток у мышей происходит параллельно с развитием головного мозга в три этапа. Первый – ранние клетки, заполняющие мозг вскоре после его формирования, премикроглии и взрослые клетки.
С помощью скрининга и изучения геномов этих клеток ученые смогли охарактеризовать каждый этап с точки зрения активации генов, их механизмов контроля и эпигенетических особенностей, то есть активации белков, «упакованных» в ДНК, и влиянии экспрессии генов в процессе развития.
Также удалось охарактеризовать некоторые функции этих генов в микроглиях, что способствовало более глубокому пониманию процессов развития.
Премикроглии оказались наиболее чувствительны к сбоям. Данный этап проходит незадолго до рождения и спустя непродолжительное время после появления младенца на свет. В этот момент развивающийся мозг подвергается жизненно важному процессу «отсечения», когда лишние синапсы между нейронами удаляются. Премикроглии играют в этом деле важную роль, помогая убрать все лишнее из нейронных сетей, а также способствуют формированию и укреплению связей между оставшимися нейронами.
Введя в мозг беременных мышей синтетические вещества, имитирующие ЦМВ-инфекции, ученые обнаружили, что развитие премикроглий у их потомства было нарушено. Экспрессия генов, вовлеченных в созревание этих клеток, происходила в неправильное время, и в результате премикроглии переходили во взрослую стадию раньше обычного. Позже у потомства отмечалось ненормальное поведение, в том числе были выявлены нарушения в социальном взаимодействии, похожие на человеческую шизофрению.
Таким образом, исследователи пришли к выводу, что развитие иммунных клеток головного мозга должно происходить синхронно с развитием самого мозга. Преждевременный переход микроглий на следующую стадию приводит к сбоям в работе этого органа в будущем, а повышенный иммунный ответ на вирусную инфекцию в организме матери может нести ответственность за нарушение сроков развития микроглий.
Пока неизвестно, в какой степени исследование, проведенное на мышах, является актуальным для человека, но ученые надеются, что в будущем лучшее понимание этого процесса поможет избежать некоторых неврологических расстройств у детей, вызванных сбоями в материнской иммунной системы.
Автор: Judy Siegel Itzkovich
Источник: The Jerusalem Post
