
Дисфункция влияет на функционирование нейронов на критическом этапе развития нервной системы.
Согласно исследованию Института биомедицинских исследований (IRB Барселона), представленному сегодня в журнале Nature , крошечный фрагмент ДНК, встроенный в большой ген на хромосоме 5, ответственен за нарушения развития мозга, которые вызывают расстройства аутистического спектра (РАС).
Авторы исследования в экспериментах in vitro обнаружили, что если этот фрагмент ДНК потерян, как это происходит при аутизме, нейроны не функционируют правильно.
Однако если его действие восстанавливается, восстанавливается нормальное функционирование нейронов. Основываясь на этом открытии, они начали поиск методов лечения, которые могут улучшить жизнь людей с РАС.
Технически называемый микроэксоном 4, фрагмент ДНК, участвующий в возникновении аутизма, является частью гена CPEB4. Ученые из IRB Barcelona в предыдущем исследовании, также опубликованном в журнале Nature и ставшем финалистом премии Vanguardia de la Ciencia, обнаружили, что этот ген является ключевым в развитии аутизма.
Они даже продемонстрировали, что дисфункции гена CPEB4 запускают каскад реакций в нейронах, которые влияют на другие гены, связанные с аутизмом.

Поэтому они определили CPEB4 как центральный переключатель, от которого зависит инициирование изменений в мозге, ведущих к аутизму, на критической стадии нейроразвития.
Однако им не удалось выяснить, что именно не так в гене CPEB4 у людей с РАС.
Шесть лет спустя они получили ответ. Ключ кроется в микроэкзоне 4 (me4), который состоит всего из 24 нуклеотидов (основных единиц, составляющих ДНК, которых в геноме человека 3000 миллионов).
Их открытие объясняет случаи идиопатического аутизма, то есть причины которого до сих пор неизвестны, что составляет 80% всех случаев расстройства, объясняет Рауль Мендес, исследователь Icrea в IRB Barcelona и соруководитель исследования вместе с Ксавьером. Сальвателла. Остальные 20% случаев имеют известную генетическую причину.
Еще не изучено, какой процент случаев идиопатического аутизма обусловлен дефицитом ME4, но тот факт, что он влияет на центральный переключатель нервного развития, такой как CPEB4, указывает на то, что этот процент может быть высоким.
Исследователи ищут методы лечения, основанные на этом открытии, чтобы улучшить жизнь людей с РАС.
Согласно выводам, представленным сегодня в журнале Nature , me4 заставляет белок CPEB4 (продуцируемый геном CPEB4) оставаться активным в нейронах. Этот белок регулирует гены, которые имеют решающее значение для правильного развития гипоталамуса, ключевого отдела мозга при аутизме. Однако при дефиците me4 CPEB4 теряет способность регулировать эти другие гены, что приводит к развитию РАС.
На химическом уровне происходит следующее: ME4 производит восемь аминокислот, которые добавляются к тем, которые есть у белка CPEB4 в клетках, отличных от нейронов (которые имеют тот же ген, но без микроэксона).
Восстановление этих восьми аминокислот в нейронах позволяет белку CPEB4 восстановить свою функцию.
«Мы до сих пор не знаем, в какой степени измененная нейронная архитектура в процессе развития нервной системы может быть восстановлена в более позднем возрасте. Но мы знаем, что мозг обладает пластичностью нейронов, и при синдроме хрупкой Х-хромосомы, который связан с CPEB1 (белком, похожим на CPEB4), существует способность к восстановлению; «Это позволяет нам быть оптимистами», — заявляет Рауль Мендес.
«Мы начали изучать возможность разработки методов лечения для людей с РАС», — добавляет Ксавьер Сальвателла, также исследователь IRB Barcelona, который признает, что путь к лечению будет долгим.
«Результаты in vitro впечатляют. Чтобы лечение достигло головного мозга, его можно вводить в спинной мозг. «Мы не видим непреодолимых технических препятствий».
«Мы не говорим, что расстройство аутистического спектра — это болезнь», — поясняет Рауль Мендес.
«Мы говорим, что это фенотип. Есть люди, для которых это очень инвалидно, и мы хотели бы создать терапию, которая могла бы им помочь».