Группа учёных под руководством доктора Карла Эрнста из Исследовательского центра при больнице Дугласа обнаружила молекулярный механизм, который может играть роль в развитии аутизма. Исследование было опубликовано в Stem Cell Reports.
Доктор Эрнст и его аспиранты из Монреальского института неврологии — Эдвард А. Фон и Томас М. Дуркан с помощью генной инженерии преобразовывали клетки кожи в клетки мозга, таким образом отслеживая неправильное развитие мозговых клеток с собственной мутацией пациента.
Команда изучала ген GRIN2B, при мутациях которого развивается расстройство аутистического спектра. Как известно, практически всё гены человека имеют две копии в геноме. Однако, мутации в одной копии GRIN2B хватит чтобы спровоцировать умственную отсталость и аутизм.
«У грызунов белок, полученный из этого гена, изучается при исследовании созревающих или зрелых нейронов. Мы обнаружили, что человеческие нейральные стволовые клетки, взятые у пациентов и считающиеся незрелыми, производят этот белок. Он играет главную роль на более ранней стадии развития, чем предполагалось раньше», — говорит Карл Эрнст.
Обработка этих электрически активных клеток мозга даёт настоящее представление о нервной системе человека в чашке Петри, даже без кровоснабжения или поддержания клеточной структуры.
«На самом деле, у мышей не возникает аутизма, поэтому мы должны работать с человеческими клетками, чтобы провоцировать механизмы заболевания», — уточняет Эрнст.
Обычно считается, что ген GRIN2B имеет значение только в более взрослых нейронах, помогая им взаимодействовать друг с другом, но он также играет роль в формировании важного рецептора NMDA в нейронах человека. Изученные данные показали, что GRIN2B функционирует на стадии нейрональных стволовых клеток. Благодаря генной инженерии, учёные сумели восстановить «аутистическую мутацию» пациента в чашке Петри и отменить наблюдаемые эффекты, вернув клеткам здоровый вид.
«Расстройства аутистического спектра включают в себя сотни редких заболеваний, вызванных мутациями во множествах разных генов, которые создают определённые созвездия симптомов. Работая с этими расстройствами, нам стоило бы обращать внимание в первую очередь на генетику, а уже потом — на клинические критерии», — говорит Эрнст, главный автор исследования.
Гены аутизма, которые считаются важными лишь на поздних стадиях развития, могут играть роль и на ранней стадии. Поэтому необходимы дальнейшие исследования и тесты.
Текст: Анастасия Никифорова
doi:10.1016/j.stemcr.2018.05.0186
Disruption of GRIN2B Impairs Differentiation in Human Neurons
Scott Bell, Gilles Maussion, Malvin Jefri, Huashan Peng, Jean-Francois Theroux, Heika Silveira, Vincent Soubannier, Hanrong Wu, Peng Hu, Ekaterina Galat, S. Gabriela Torres-Platas, Camille Boudreau-Pinsonneault, Liam A. O’Leary, Vasiliy Galat, Gustavo Turecki, Thomas M. Durcan, Edward A. Fon, Naguib Mechawar, and Carl Ernst