На протяжении десятилетий разработка эффективных методов лечения аутизма оставалась научной загадкой.
Поскольку с расстройствами аутистического спектра связано более 250 генов, поиск лечения, направленного на генетические причины этого расстройства, равносилен поиску одного ключа от сотен разных замков.
Но теперь новое исследование показывает, как многие из этих разнообразных генетических мутаций физически связывают и перестраивают белковые взаимодействия в развивающемся мозге, что приводит к возникновению аутизма. Белки — это молекулы, которые физически строят и помогают поддерживать мозг. Поэтому вместо сотен различных лекарств, воздействующих на сами гены, у ученых теперь есть план, позволяющий воздействовать на белковые взаимодействия.
«Когда у вас есть гены и мутации, это всего лишь список. Это список компонентов», — сказал Кроган, который также является директором Института количественной бионауки в Калифорнийском университете в Сан-Франциско.
«Вам нужно составить схему взаимодействия компонентов, и именно оттуда вам нужно перейти к белкам и понять, как они взаимодействуют друг с другом, и понять, как мутация в белке влияет на белково-белковые взаимодействия», — сказал он. «Понимание этого укажет вам пути развития терапии, о которых вы даже не могли мечтать, просто изучая гены и мутации».
Кроган заявил, что у него и его коллег уже есть три программы, направленные на разработку потенциальных новых методов лечения с использованием результатов нового исследования.
Создание карты аутизма
Для создания карты аутизма исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско систематически изучали, как генетические мутации, связанные с аутизмом, могут влиять на взаимодействие белков в головном мозге. Они обнаружили более 1800 белково-белковых взаимодействий, связанных с аутизмом, из которых 87% ранее никогда не наблюдались.
Исследователи создали карту с учетом генетических мутаций, чтобы понять, как происходит «перестройка» белков, а затем использовали систему искусственного интеллекта AlphaFold для определения приоритетности ключевых мутаций, которые затем изучались на выращенных в лаборатории органоидах мозга.
Статья по теме
Фото предоставлено Джесси Плоткиным/Университетом Джона Хопкинса.
8 минут чтения
«Искусственный интеллект позволяет нам изучать белки, о которых мы даже не могли мечтать еще пару лет назад, и он проливает беспрецедентный свет на аутизм, на биологические основы этого расстройства», — сказал Кроган.
«Эта карта — самая большая из когда-либо созданных по аутизму», — сказал он. «Это самая большая карта такого рода для любого нейропсихиатрического расстройства, но это также и самая большая карта мутаций, когда-либо созданная для любой области заболеваний».
Новое исследование «действительно захватывающее, поскольку представляет собой наиболее систематический анализ риска аутизма на уровне белков, который у нас когда-либо был», — написал в электронном письме Фикри Бирей, доцент кафедры генетики человека в Медицинской школе Университета Эмори, который не принимал участия в исследовании.
«В будущем, возможно, удастся выявить лекарства, которые стабилизируют разрушенные белковые комплексы или блокируют патологические взаимодействия, вместо того чтобы пытаться исправить каждую отдельную мутацию, вызывающую аутизм», — написал Бирей, добавив, что результаты нового исследования могут помочь в исследованиях по моделированию заболеваний, проводимых в его собственной лаборатории.
«Переломный момент для аутизма»
Хотя новое исследование предлагает карту молекулярных механизмов, посредством которых может развиваться аутизм, оно может быть не окончательным для каждого человека с аутизмом или для каждого типа этого расстройства, поскольку исследование наиболее непосредственно актуально для людей с тяжелой формой аутизма, которые составляют около 30% людей с расстройствами аутистического спектра.
«Таким образом, речь идет, например, о тех, кому необходим круглосуточный уход», — сказала Кроган.
Однако он добавил, что результаты исследования белково-белковых взаимодействий могут также помочь в изучении других нейропсихиатрических заболеваний, включая шизофрению, обсессивно-компульсивное расстройство и тиковые расстройства, а также других заболеваний, в том числе рака.
Статья по теме
На статических изображениях каждая точка масштабируется линейно в соответствии со средней частотой разряда данного нейрона до максимального размера. Даниэль Бирман/Международная лаборатория мозга
5 минут чтения
Эксперты и защитники прав людей с аутизмом высоко оценили новое исследование, поскольку оно может открыть путь для дальнейших исследований потенциальных методов лечения.
«Сегодняшнее исследование показывает, где различные гены аутизма сходятся на общих биологических путях, и эти общие пути в конечном итоге могут дать нам терапевтические мишени, актуальные для гораздо больших групп людей с аутизмом, включая людей без выявленной генетической причины. Это не что иное, как огромный поворотный момент для науки об аутизме», — написала в электронном письме Элисон Сингер, президент некоммерческого фонда Autism Science Foundation, которая не принимала участия в новом исследовании.
«Для семей людей с тяжелой формой аутизма, подобных моей, это тот научный прорыв, которого мы ждали и о котором молились. У многих людей с тяжелой формой аутизма встречаются редкие генетические варианты, и перспектива прецизионной медицины всегда заключалась в том, что понимание этих вариантов в конечном итоге позволит нам выйти за рамки лечения симптомов и поведения и начать заниматься изучением лежащих в их основе биологических механизмов», — написала Сингер.
«Впереди еще много работы, и сегодняшние открытия необходимо преобразовать в лекарственные препараты, а затем проверить на безопасность и эффективность, но путь от генетических открытий к лечению стал гораздо яснее».
Хотя новое исследование «обнадеживающее», главный научный сотрудник некоммерческой организации Autism Speak, доктор Энди Ши, предупредил, что для внедрения результатов исследования в потенциальные методы лечения потребуется значительное количество времени.
«Превращение подобных открытий в терапевтические методы — длительный процесс», — написал Ши в электронном письме. «Это исследование дает ценную информацию о потенциальных мишенях, но прежде чем эти результаты смогут привести к клиническому применению, необходимы гораздо более масштабные исследования».
Аутизм стал одним из главных приоритетов Министерства здравоохранения и социальных служб при администрации Трампа, в рамках которого Межведомственный координационный комитет по аутизму (IACC) помогает разрабатывать и обновлять национальный стратегический план исследований аутизма. Новый проект плана будет вынесен на голосование комитета в четверг.
Сингер заявила, что не убеждена в том, что новый проект плана приведет к проведению дополнительных исследований биологических мишеней аутизма, подобных тем, что были обнаружены в новом исследовании. Скорее, она выразила опасения, что администрация Трампа может отвлечь внимание от текущих научных исследований и вместо этого сосредоточиться на недоказанной связи между вакцинами и аутизмом.
Федеральный план исследований аутизма «уменьшает значение генетики, нейроразвития и биологии мозга в пользу широкой модели повреждения, которая не соответствует направлению современной науки об аутизме», — написал Сингер. «Перенаправление ограниченных федеральных инвестиций в исследования от самых убедительных биологических доказательств замедлит научный прогресс именно тогда, когда появляются беспрецедентные возможности для разработки терапевтических средств».
Однако Ши из организации Autism Speaks заявил, что ожидает, что новый стратегический план IACC будет включать в себя больше исследований генетических изменений, связанных с аутизмом.
«В новом стратегическом плане IACC проявляется значительный интерес к изучению траекторий развития», — написал он. «И я ожидаю, что дальнейшие инвестиции в крупномасштабные, основанные на данных подходы приведут к увеличению числа исследований, изучающих, как генетические факторы способствуют развитию аутизма и влияют на его развитие».
Проблемы инвалидности Генетика Посмотреть все темы Facebook Твитнуть Email Ссылка Темы Ссылка скопирована! Подписаться
