Для слаженной работы мозга необходимы бесчисленные химические сигналы, которые можно сравнить со светофорами, регулирующими движение в оживленном городе. Новое исследование показало, что в некоторых случаях расстройств аутистического спектра (РАС) один из таких распространенных сигналов – оксид азота – может перестать работать правильно и превратиться в своего рода «заевшую кнопку», нарушая клеточный баланс.
Исследователи из Еврейского университета в Иерусалиме обнаружили, что повышенный уровень оксида азота запускает цепную реакцию, которая приводит к исчезновению важного защитного белка TSC2. Этот белок в норме контролирует ключевую клеточную систему mTOR, отвечающую за рост клеток и производство белков. Без защиты со стороны TSC2 активность mTOR резко возрастает. Работа, опубликованная в престижном научном журнале Molecular Psychiatry, открывает новые перспективы в понимании биологии аутизма.
Ученые сосредоточились на биохимическом процессе, известном как S-нитрозилирование, при котором оксид азота присоединяется к белкам и изменяет их поведение. Эксперименты показали, что такая модификация помечает белок TSC2 для последующего удаления из клетки. По мере падения уровня TSC2 его тормозящее воздействие на систему mTOR ослабевает, что приводит к ее гиперактивности. Подобные сбои могут нарушать нормальное функционирование и коммуникацию нейронов.
Обнадеживающим результатом стало то, что когда ученые заблокировали этот процесс с помощью фармакологических методов, снижающих выработку оксида азота, активность mTOR вернулась к нормальному уровню. В другом эксперименте они создали модифицированную версию белка TSC2, устойчивую к воздействию оксида азота, что также предотвратило каскад негативных изменений в клетке. Это подтверждает, что именно данная химическая модификация играет ключевую роль в развитии нарушения.
Чтобы проверить свои выводы, команда проанализировала клинические образцы, полученные от детей с диагнозом РАС, как с известными генетическими мутациями, так и с идиопатическими формами аутизма, у которых нет единой установленной причины. В этих образцах были обнаружены те же закономерности: сниженный уровень белка TSC2 и повышенная активность сигнального пути mTOR, что придает лабораторным результатам реальную клиническую значимость.
«Аутизм – это не одно состояние с одной причиной, и мы не ожидаем, что один механизм объяснит каждый случай, – отметил руководитель исследования, профессор Хайтам Амаль. – Но, определив более четкую цепь событий, мы надеемся предоставить более точную карту для будущих исследований и, в конечном итоге, более целенаправленных терапевтических идей».
Это открытие указывает на новый молекулярный механизм, лежащий в основе некоторых форм аутизма, и определяет потенциальную мишень для разработки новых методов лечения. Изучение связи «оксид азота – TSC2 – mTOR» создает новую основу для понимания того, как нарушается клеточный баланс при РАС, и открывает путь к созданию препаратов, способных восстановить нормальную работу сигнальных систем мозга.