Прорывное исследование, основанное на выращивании миниатюрных трехмерных моделей мозга (органоидов), позволило ученым приблизиться к пониманию биологических корней расстройств аутистического спектра. Используя стволовые клетки, взятые у маленьких детей, исследователи смогли воссоздать и проанализировать ранние этапы развития мозга, которые обычно скрыты от наблюдения, происходя в утробе матери.
Миниатюрные мозги, выращенные в лаборатории
Органоиды мозга — это сложные трехмерные структуры, которые выращивают из стволовых клеток в лабораторных условиях, имитируя ключевые аспекты развития реального мозга. Для данного исследования ученые использовали стволовые клетки, полученные из образцов крови шестнадцати детей в возрасте от одного до двух лет. Десять из этих детей имели диагноз аутизм, а шесть составили контрольную группу. С помощью специальных химических сигналов эти клетки были направлены по пути развития, повторяющему формирование мозга человеческого эмбриона.
Полученные мини-мозги служат уникальной и высокоточной моделью, позволяющей заглянуть в критически важный период — первые три месяца внутриутробного развития. Этот подход, по сути, дает ученым возможность «перемотать время назад» и в реальном времени наблюдать за процессами, которые могут лежать в основе нейроразнообразия, такого как аутизм. Основной задачей было выявить, существуют ли фундаментальные различия в темпах и паттернах роста мозговой ткани у детей с аутизмом и без него уже на самых ранних, пренатальных стадиях.
Ключевое открытие: ускоренный рост
Анализ органоидов принес одно из самых значимых открытий: мини-мозги, выращенные из клеток детей с аутизмом, демонстрировали аномально быстрый рост. В период, соответствующий первому и второму месяцу беременности модели, эти органоиды увеличивались почти на 40% быстрее по сравнению с органоидами из контрольной группы.
Более того, исследователи обнаружили прямую корреляцию между этим ускоренным ростом и клинической картиной. Оказалось, что чем крупнее был органоид, выращенный из клеток конкретного ребенка, тем более выраженными были социальные симптомы аутизма у этого ребенка в реальной жизни. Эта находка служит важным биологическим подтверждением данных более ранних наблюдений, которые связывали увеличенный объем мозга в раннем детстве с риском развития аутизма.
Обратите внимание: Японские ученые осваивают технологии создания детей из клеток кожи.
Генетический ключ: роль гена Ndel1
Помимо морфологических различий, ученые углубились в молекулярные механизмы, стоящие за этим феноменом. Они выявили, что в органоидах, связанных с аутизмом, была значительно повышена активность гена под названием Ndel1. Этот ген играет одну из центральных ролей в регуляции деления и миграции нейронов на эмбриональной стадии. Его гиперактивность может быть одним из ключевых факторов, приводящих к избыточному росту нейронных сетей и нарушению нормального «плана строительства» мозга, что в итоге проявляется как аутизм. Обнаружение этой связи открывает новую потенциальную мишень для будущей терапии, направленной на коррекцию процессов развития.
Хотя исследование проведено на относительно небольшой выборке, его результаты предоставляют убедительные доказательства того, что некоторые особенности мозга при аутизме закладываются на самых ранних этапах формирования организма. Следующими шагами для науки станет поиск других генов и молекулярных путей, вовлеченных в этот процесс аномального роста. В долгосрочной перспективе понимание этих механизмов может привести к разработке принципиально новых стратегий, направленных не на симптомы, а на коррекцию самого хода развития нервной системы, чтобы смягчить или предотвратить проявления расстройства.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.