Если мать перенесла инфекцию во время беременности, это может увеличить риск развития аутизма у ребёнка. Исследователи из Тюбингенского университета выявили причины этого, используя органоиды мозга в лабораторных экспериментах. Они также оценили реальный риск.
Органоид мозга под микроскопом. Нейральные стволовые клетки светятся пурпурным цветом. Зелёный цвет указывает на активность клеток после повышенного воздействия интерлейкина-6.(Изображение: Ксения Сариева / HIH)
Важные решения принимаются в раннем возрасте, некоторые даже до рождения. Ещё в утробе матери факторы окружающей среды влияют на развитие ребёнка и могут отразиться на его здоровье. Например, некоторые инфекции увеличивают риск развития расстройств аутистического спектра в будущем. Исследовательская группа под руководством доктора Симоны Майер из Института клинических исследований мозга им. Херти и Тюбингенского университета расшифровала молекулярный механизм, лежащий в основе этой связи. Ученые сообщают в своём исследовании, что, когда иммунная система будущей матери высвобождает определённое вещество-посредник, структура головного мозга будущего ребёнка меняется.Возможная связь между генетическим нарушением слуха и аутизмомИзменяется ли слух при аутизме?
« Эпидемиологические исследования давно предполагают, что инфекции во время беременности связаны с несколько повышенным риском развития расстройств аутистического спектра у младенцев », — говорит руководитель исследования Майер. В исследованиях на мышах было обнаружено, что посредники иммунной системы могут влиять на структуру эмбрионального мозга. «До сих пор было неясно, действуют ли те же молекулярные механизмы и у людей».
Чтобы исследовать этот процесс, нейробиолог и её команда создали органоиды мозга из стволовых клеток в лабораторных условиях . Это трёхмерные тканевые структуры, очень похожие на естественную мозговую ткань. Их развитие можно легко проследить в чашке Петри. Это позволяет детально изучать молекулярные и клеточные механизмы.
Стойкие изменения в мозговой ткани
В текущем исследовании органоиды мозга напоминали кору головного мозга человека. В процессе их развития учёные намеренно подвергали их воздействию повышенного уровня иммунного посредника интерлейкина-6. Он выделяется матерью и плацентой во время инфекций. «В эпидемиологических исследованиях повышение концентрации интерлейкина-6 во время беременности было связано с изменениями анатомии мозга и когнитивных функций в младенчестве», — сообщает ведущий автор исследования Ксения Сариева.
Аналогичная картина наблюдалась и с органоидами человеческого мозга: «Мы наблюдали стойкие изменения в ткани», — говорит Сариева. «Определённые гены были более или менее активны, чем в нормальных условиях. Аналогично, некоторые типы клеток встречались чаще обычного, даже спустя более месяца после окончания имитируемой инфекции». Однако пока неизвестно, сохраняются ли эти изменения даже спустя несколько месяцев.
Воспалительный медиатор поражает кору головного мозга ребенка
Повышенный уровень интерлейкина-6, иммунного посредника, по-видимому, напрямую влияет на структуру коры головного мозга ребёнка, способствуя развитию заболеваний в будущем. Интерлейкин-6 действует как сигнальное вещество иммунной системы при всех воспалительных реакциях. Помимо вирусных и бактериальных инфекций, это могут быть и аутоиммунные заболевания. Действительно, диабет, являющийся аутоиммунным заболеванием, также, по-видимому, связан с несколько повышенным риском развития расстройств аутистического спектра у детей.
Создав модель органоида мозга, исследовательская группа сделала решающий шаг вперёд. В будущем они смогут использовать свой подход для изучения этих и других факторов окружающей среды, влияющих на развитие мозга в утробе матери.
«Благодаря лучшему пониманию механизмов наши исследования могут помочь в будущем противодействовать негативному влиянию окружающей среды во время беременности», — надеется руководитель исследования Майер. Новые результаты не вызывают серьёзного беспокойства, подчёркивает исследователь. Беременным женщинам следует знать, что риск развития расстройств аутистического спектра на самом деле лишь незначительно повышен (см. врезку ниже) и зависит от типа и времени заражения. «Инфекция находится вне вашего контроля. Лучшее, что вы можете сделать для поддержания хорошей работы иммунной системы, — это избегать стресса и сохранять надежду». (clu)Предыстория: правильная оценка риска
В исследовании, проведённом в Орхусском университете (Дания), учёные обнаружили, что инфекции на определённых сроках беременности повышают вероятность развития у ребёнка расстройства аутистического спектра (РАС). Вирусная инфекция в первом триместре беременности увеличивает риск РАС примерно на 200% (коэффициент риска 2,98), а бактериальная инфекция во втором триместре — на 40% (коэффициент риска 1,42) [1].
Поначалу этот рост кажется тревожным. Однако при более внимательном рассмотрении становится очевидно, что риск всё ещё крайне низок, поскольку РАС во время беременности встречается крайне редко. Федеральное агентство по охране окружающей среды Германии оценивает глобальную распространённость расстройств аутистического спектра примерно в один процент (причём мальчики страдают от них примерно в два-три раза чаще, чем девочки). Если применить это к заболеваемости РАС у новорождённых, то РАС разовьётся у одного из 100 новорождённых. Согласно данным датского исследования, риск, вызванный вирусными инфекциями в первом триместре, составляет три из 100, что всё ещё очень мало.
Кроме того, доктор Симона Майер из Института клинических исследований мозга им. Херти отмечает, что данные, собранные в датском исследовании, однозначно относятся только к инфекциям, приведшим к госпитализации и имевшим крайне тяжёлые последствия. Вероятность столь тяжёлой инфекции и так очень низкая. Таким образом, группа, обследуемая в исследовании, изначально представляла собой очень небольшую группу пациентов с экстремальными случаями. Более того, датское исследование также не выявило повышенного риска развития РАС после инфекции, если рассматривать весь период беременности, а не ограничиваться одним триместром.
В целом можно говорить лишь о незначительном повышении риска
