Розшифровуючи код аутизму

У всьому світі аутизм діагностують від 0,5 до 1 % населення. Частково виникнення аутичного фенотипу можуть зумовлювати й зовнішні впливи, але генетичні чинники вважають визначальними. Про детальну кореляцію причин та діагнозу досі відомо небагато. Нільс Брозе (Nils Brose) та Ганнелоре Еренрайх (Hannelore Ehrenreich) з Інституту експериментальної медицина імені Макса Планка в Геттінгені поставили перед собою завдання детальніше дослідити причини розвитку аутизму. Для дослідження вони обрали різні методи.

Поняття «аутизм» не позначає конкретного захворювання, воно позначає цілу низку психічних відхилень, ступінь тяжкості може варіюватися від аутичних ознак до тяжкого аутизму. Прийнято послуговуватися терміном «розлади аутичного спектру» (РАС). Зазвичай, пацієнти з РАС мають труднощі з соціальною комунікацією – від розпізнавання емоцій, споглядаючи на лице людини, до вербальної комунікації, – їм властива повторювальна поведінка, зокрема тики або сильна схильність до твердої рутини. Значна частина таких пацієнтів має суттєві когнітивні дефіцити. Натомість дуже рідко трапляється, що люди з особливо вираженим РАС мають екстраординарні здібності (так званий синдром саванта).

Головну причину аутизму вбачають у генетичних чинниках, в деяких випадках для цього достатньо мутації одного гена. Однак більшість аутичних явищ (приблизно 80 %) зумовлені складними мультигенетичнми збігами. Аби розробити дієву терапію цієї недуги, важливо зрозуміти молекулярні механізми, що лежать в її основі. Це особливо добре вдалося б при дослідженні дуже рідкісних моногенетичних форм.

Нільс Брозе, директор Інституту експериментальної медицини імені Макса Планка в Геттінгені, вже багато років досліджує причини психічних захворювань, зокрема РАС. Він каже: «З досліджень на близнюках ми знаємо, що спадковість на 80 % визначає РАС».

Однак існують ще й впливи середовища, що можуть спровокувати розлади аутичного спектру. Такими напевно є внутрішньоматкові впливи, що траплються, наприклад, якщо мати під час вагітності перехворіє на вірусну інфекцію або прийматиме певні ліки. Відомими прикладами є грип або ліки з діючою речовиною Талідомідом, а також ліки від епілепсії Вальпроат. Ще з виникненням РАС пов’язують ранній вплив певних автоімунних антитіл.

В інтернеті циркулює чимало інших хибних пояснень, чому розвивається аутизм. Так знову й знову пропагують ідею, що вакцина ММR може викликати РАС. Хибна інформація засмучує не лише Брозе: «Гіпотетичний взаємозв’язок між РАС та цією вакциною ґрунтується на маніпулятивному дослідженні. І його вже давно спростували», – пояснив науковець.

Це ж стосується того припущення, що людьми з РАС в дитинстві нехтували. У зв’язку з популярністю цієї ідеї у дослідженнях аутизму та шизофренії у 50-их роках ХХ століття в моду увійшло поняття «мама-холодильник» («refrigerator mother»). «Ці твердження доводили до абсурду численні дослідження. Повторюю ще раз: генетичні чинники становлять основну причину аутичних захворювань», – наголосив Брозе. Тим не менше, подібні плітки складно викорінити. 

У своєму дослідженні науковці зосередилися на синаптичних протеїнах, адже на молекулярному рівні людям з РАС властива неправильна нейронна передача сигналів до синапсів. У вивченні цієї кореляції модельним організмом для Брозе та його команди послужила миша. «Синаптичні та психологічні особливості нервових клітин у людини та мишей – дуже подібні. Тож миша добре підходить для того, щоб на ній проаналізувати впливи певних протеїнів на аутизм та інші психічні захворювання», – пояснив учений.

У своєму дослідженні  науковці проаналізували протеїн нейролігін-4. Він відіграє ключову роль при перенесенні сигналів до синапсів і його втрата, зумовлена мутаціями, провокує РАС та інші захворювання. Тож миші, які не могли утворювати нейролігін-4 (їм вимикали відповідний ген), демонстрували аутичний фенотип.

«Знання, отримані на моделі мишей, не завжди можна беззастережно екстраполювати на людину», – зауважує Брозе. Так учені визначили цілу низку молекулярних відмінностей нейролігіну-4 у мишей та людей. Аби досягнути найкращого зіставлення з людським організмом, в майбутньому вчені здійснять дослідження на морських свинках, адже їхній нейролігін-4 збігається з людським.  

Ганнелоре Еренрайх вибрала натомість інший підхід: замість того, щоб доходити висновків про фенотипні ознаки на підставі аналізу поодиноких генів, її гаслом стало: «дослідження повинне починатися з людини». А це починається з діагнозу. Хоча його не завжди можна зразу визначити однозначно, – РАС можна сплутати з соціофобією або розладами особистості. «Пацієнти з РАС, направлені до нас ззовні, у 40 % діагностовані хибно», – сказала Еренрайх. Разом з командою вона шукала метод швидкого та надійного діагностування цієї хвороби.  

Відправним пунктом для науковців стали рухи очей. У дослідженні піддослідні мали  розглядати чуже обличчя. Під час цього вчені досліджували рухи їхніх очей з допомогою методу ай-трекінгу. З’ясувалося: аутисти зчитують лиця у специфічний спосіб. Рухи їхніх очей сильно відрізняються не тільки від тих, які демонструє людина без аутизму, а й тих, що властиві особам з іншими психічними розладами.

«В майбутньому це може стати ефективним методом для надійнішого діагностування аутизму та недуг з подібним перебігом», – сказала Ганнелоре Еренрайх. Серед нових методів разом з ай-трекінгом варто згадати термографію: «Тут практично онлайн можна стежити за стресом, що виникає при виконанні соціальних завдань. І цей метод чудово годиться для мишей», – пояснила вчена.

Наступним проектом її відділу стане створення масштабної бази даних, у якій, крім генетичної інформації, міститимуться також фенотипні ознаки та історія хвороби або когнітивні здібності пацієнта. «Бази даних, що існують на сьогодні, містять переважно лише вік і стать хворого. Інша фенотипна інформація відсутня цілком», – сказала вона. Але саме це знання найважливіше для того, щоб підтвердити та квантифікувати діагнози й результати досліджень.

Над «глибинною фенотипізацією» ще потрібно працювати, і це кропіткий процес, констатує Еренрайх. Але вона твердо переконана, що всі зусилля будуть виправдані. Більше того: «Детальна база даних – необхідна, щоб ефективно досліджувати причини аутизму».

Хоча Нілс Брозе та Ганнелоре Еренрайх застосували зовсім різні підходи до дослідження РАС, вони регулярно обмінюються інформацією і намагаються бути корисними одне одному, творити синергію. Еренрайх це здається тільки логічним: «Аутизм – дуже складне захворювання. Його дослідження має відбуватися у різних напрямах. Лише тоді розвиток ефективної терапії стане можливим».

Tobias Herrmann

Den Autismus-Code entschlüsseln

mpg.de, 1/04/ 2019

Зреферувала С. К.