Расстройства аутистического спектра — сложные нарушения развития нервной системы, которые встречаются у одного из ста детей в мире. Ранняя диагностика могла бы помочь вовремя начать терапию и улучшить качество жизни таких детей. Ученые обнаружили больше 200 генов, связанных с аутизмом, но предсказать риск только по генетике непросто.

Интересно, что аутизм часто сочетается с врожденными пороками сердца — аномалиями в строении и работе сердечной мышцы. Поскольку пороки сердца можно выявить сразу после рождения, это могло бы стать подсказкой для раннего обнаружения детей из группы риска. Но почему эти две болезни, затрагивающие разные органы — мозг и сердце, — так часто идут рука об руку?

Команда ученых под руководством доктора Хелен Уиллси из Калифорнийского университета в Сан-Франциско обнаружила связь: оказалось, всему виной крошечные реснички на поверхности клеток — цилии. Эти структуры играют ключевую роль в развитии и мозга, и сердца.

Цилии — микроскопические выросты на поверхности клеток, похожие на волоски. Они работают как антенны: улавливают сигналы извне, помогают клеткам двигаться и общаться друг с другом. Если цилии повреждены, нарушается развитие органов.

Исследование опубликовано в журнале Development.

Почему это важно

Раньше ученые знали, что мутации в 361 гене повышают риск аутизма, пороков сердца или обоих заболеваний сразу. Уиллси и ее коллеги решили проверить, какие из этих генов влияют на развитие нервных клеток.

Нья Теэрикорпи, проводившая эксперименты, вырастила в лаборатории незрелые нейроны с отключенными генами и отследила, как они развиваются. Выяснилось, что 45 генов критически важны для роста нервных клеток — и все они так или иначе связаны с цилиями.

Особенно ученых заинтересовал ген taok1:

• Его мутации уже связывали с аутизмом.
• Предполагалось, что он влияет на сердце, но доказательств не было.

Чтобы проверить гипотезу, команда изменила taok1 у эмбрионов лягушек. В результате у зародышей неправильно формировались цилии, а в сердце и мозге появлялись дефекты. Это значит, что остальные 44 гена из списка тоже могут влиять на оба органа.

Теперь ученые хотят выяснить, насколько широко гены цилий пересекаются с генами аутизма и пороков сердца.  «Мы нашли лишь верхушку айсберга, — говорит Уиллси. — Но уже сейчас можно выделять детей с риском обоих заболеваний и начинать наблюдение как можно раньше».

Польза исследования

Ранняя диагностика. Если подтвердится, что пороки сердца и аутизм связаны через цилии, педиатры смогут направлять детей с сердечными аномалиями на углубленное обследование. Это ускорит постановку диагноза.

Таргетная терапия. Понимание механизмов цилий открывает путь к новым методам лечения — например, препаратам, корректирующим их функцию.

Генетический скрининг. Можно будет создать тест для новорожденных, оценивающий риск сразу двух заболеваний.

Отметим, что исследование проводилось на лягушках и клеточных культурах — переносить результаты на людей пока рано. Кроме того, из 361 гена изучено влияние только 45. Возможно, ключевые мутации еще не обнаружены.

Ранее ученые выяснили, почему при аутизме мир кажется предсказуемым.