Макроцефалията – пропорционално увеличение на главния мозък, често се среща при деца с тежка форма на разстройства от аутистичния спектър (РАС). Заболяването неизбежно се съпровожда с изоставане в умственото развитие и в много случаи води до внезапна смърт.
Досега причините за възникването на различни патологии, свързани с РАС, и пътищата за тяхното лечение остават неизвестни. Но последни изследвания на генни мутации при редки форми на заболяването показват, че нарушенията започват в неправилното развитие на главния мозъка на ембриона.
Флора Бакарино (Flora Vaccarino) от Йейлския университет и колегите ѝ се опитали да открият отклонения при формирането на мозъчната кора. За тази цел те извлекли стволови клетки от кожата на четири деца с макроцефалия, както и от техните родители, нестрадащи от заболяването. След това клетките били препрограмирани по химичен път и ги накарали да се превърнат в микроскопични триизмерни структури, имитиращи развиваща се предна част на човешки мозък.
Както става ясно от статия, публикувана в изданието Cell, миниатюрните органи, отгледани от клетки на болни от РАС и здрави хора, изглеждали различно. Учените сравнили нивото на генна експресия и открили в първия случай повишена активност на гените, които контролират ръста на клетките в мозъка. В резултат клетките на децата се делили по-бързо и образували повече инхибиторни неврони и синапси, които на свой ред потискали други типове клетки.
„Такива нарушения като ускорено делене на клетките, прекомерното производство на инхибиторни неврони и прекаленото количество синапси може да са предшественици на такива аномалии в развитието на мозъка, които се откриват при децата с тежки форми на РАС", обяснява Вакарино.
По-конкретно изследователите регистрирали десетократно увеличение на активността на гена FOXG1, който играе важна роля в ръста на невроните в стадий на ранно ембрионално развитие. С помощта на съвременни молекулярни технологии те коригирали прекомерната генна експресия и успели да обърнат назад някои негативни невробиологични изменения.
„Регулирайки нивото на експресия на FOXG1, успяхме да предотвратим производството на инхибиторни неврони от клетките на пациента – обяснява Вакарино. – Забележително е, че открихме също връзка между измененията на експресията на този ген и тежестта на макроцефалията и аутизма при пациента."
Учените смятат, че независимо от неголямото количество изследвани хора, резултатите им представляват основа за бъдещо изучаване на нормалното развитие на човешкия мозък и различните отклонения, включително разстройства от аутистичния спектър.
Например, генът FOXG1 може да бъде използван в качеството на биомаркер за тежки форми на заболявания и да стане потенциална мишена за нови лекарства.
