Генетичні зміни, пов’язані з аутизмом

Нове дослідження розкриває, як генетичні варіанти змінюють мозок і змінюють поведінку.

Результати дають нові уявлення про те, як генетичні варіанти можуть збільшити ризик аутизму.

Вчені поєднали візуалізацію мозку та генетичну роботу, щоб дізнатись, як генетичні варіанти переробляють мозок.

Дослідження слідчих з UCLA та Інституту неврології та поведінки людини Semel опубліковано в Інтернет-виданні Наука поступальної медицини.

"Це ключова частина загадки, яку ми шукали", - сказав головний слідчий доктор Даніель Гешвінд.

"Тепер ми можемо почати розкривати таємницю того, як гени переставляють схеми мозку не тільки при аутизмі, але і при багатьох пов'язаних з неврологічними розладами".

Команда UCLA детально вивчила відмінності у зв’язку та функціях мозку, які зумовлені двома формами гена CNTNAP2, одна з яких підвищує ризик аутизму.

Раніше дослідження Гешвінда та інших продемонстрували, що ген найбільш активний під час розвитку мозку в лобовій частці. Регіон активно залучається до навчання, що часто порушується у дітей-аутистів.

Підозрюючи, що CNTNAP2 може впливати на мозкову діяльність, дослідники використовували функціональну магнітно-резонансну томографію (fMRI) для сканування мозку 32 дітей під час виконання завдань, пов’язаних з навчанням.

Половина дітей страждала аутизмом, а половина - не.

Метою команди було виміряти силу різних шляхів спілкування в різних регіонах мозку, коли вони з’єднувались між собою.

Зображення фМРТ схвилювали вчених - і підтвердили їх підозри.

Незалежно від діагнозу, діти, які переносять варіант ризику, показали роз'єднаний мозок. Лобова частка була надмірно пов’язана сама з собою і погано пов’язана з рештою мозку. Зв'язок із задньою частиною мозку особливо зменшився.

"У дітей, які несуть ген ризику, передня частина мозку, здається, розмовляє здебільшого сама з собою", - пояснила перший автор Ешлі Скотт-Ван Зеланд.

"Він не так багато спілкується з іншими частинами мозку, і йому не вистачає віддалених зв’язків із задньою частиною мозку".

Залежно від того, яку версію CNTNAP2 несла дитина, дослідники також спостерігали різницю в зв’язку між лівою та правою сторонами мозку. У більшості людей ліва сторона обробляє функції, пов'язані з мовою, такі як мова та розуміння.

У дітей з геном, що не підпадає під ризик, шляхи спілкування в лобовій частці міцніше зв’язані з лівою частиною мозку.

У дітей із варіантом ризику шляхи зв'язку в передній частці ширше з'єднані з обома сторонами мозку. Незвичайна симетрія дозволяє припустити, що генний варіант змінює зв’язки в мозку, можливо, пояснюючи, чому ця версія CNTNAP2 пов’язана із затримкою мови.

"Ми побачили, що якщо у вас є варіант ризику, ваш мозок виявляє порушені схеми активації незалежно від того, діагностували вас у аутистичному спектрі чи ні", - пояснила головний слідчий Сьюзен Букхаймер.

"Ми підозрюємо, що CNTNAP2 відіграє важливу роль у з'єднанні нейронів у передній частині мозку, і що варіант ризику втручається в цей процес".

Посилюючи розуміння взаємозв'язку між генами, мозку та поведінкою, знахідка UCLA може призвести до більш раннього виявлення аутизму та нових втручань для посилення зв'язку між лобовою часткою та лівою частиною мозку.

"Якщо ми визначимо, що варіант CNTNAP2 є послідовним предиктором мовних труднощів, - сказав Скотт-Ван Зеланд, - ми могли б почати розробляти цілеспрямовані методи лікування, щоб допомогти збалансувати мозок і рухати його до шляху більш нормального розвитку".

Дослідники можуть перевірити, чи насправді конкретна терапія змінює функції мозку, вимірюючи зв'язок пацієнтів до і після терапії, додала вона.

Автори підкреслили, що закономірності зв'язку, виявлені в дослідженні, все ще потрапляють у спектр нормальних варіацій генів.

"Третина населення носить цей варіант у своїй ДНК", - зазначив Гешвінд. "Важливо пам'ятати, що генний варіант сам по собі не викликає аутизм, він просто збільшує ризик".

Джерело: UCLA