Роль дофамина в патогенезе аутизма

Недавнее исследование, проведенное учеными из Каролинского института, раскрывает важные данные о механизмах, лежащих в основе расстройств аутистического спектра (РАС). В опубликованной в журнале Cell Reports статье рассматриваются изменения в нейротрансмиссии дофамина (ДА), которые могут быть связаны с поведенческими проявлениями аутизма.

Аутизм диагностируется на основе широкого спектра поведенческих особенностей, которые варьируются от человека к человеку и часто пересекаются с другими состояниями, что затрудняет точную диагностику. Исследование сосредоточено на мышиной модели с мутацией гена, влияющего на уровень эукариотического фактора инициации 4E (eIF4E) — белка, играющего ключевую роль в процессе перевода генетической информации в белки.

Дофамин и поведение

«Наши данные показывают, что у мышей с генетическим риском аутизма снижение уровня eIF4E сопровождается нарушением выброса дофамина — нейромедиатора, играющего ключевую роль в мотивации, обучении и движении», — отмечает Эмануэла Сантини, главный научный сотрудник кафедры нейронауки и один из авторов статьи.

Для более глубокого изучения механизма воздействия дофамина использовались передовые методы, такие как оптогенетика. Этот метод позволяет управлять нейронными сетями с помощью света, что помогло выявить проблему, связанную с нарушением активации никотиновых рецепторов ацетилхолина — еще одного важного нейромедиатора, участвующего в принятии решений и когнитивных процессах.

Значение исследования

Понимание того, как в мозге меняются нейронные цепи при аутизме, имеет важное значение для разработки новых методов диагностики и терапии. Исследование показало, что при аутизме происходит повреждение базальных ганглиев — области мозга, ответственной за регуляцию адаптивного поведения и моторных функций. Это приводит к нарушениям работы дофамина и ацетилхолина.

«Наши результаты дают новое представление о нейробиологических причинах негибкости поведения при аутизме и могут стать основой для создания диагностических методов, а также для разработки более эффективных терапевтических стратегий», — объясняет Сантини.

Методология исследования

В ходе работы учёные использовали многопрофильный подход, сочетающий генетические, поведенческие и физиологические методы. Они провели измерения выброса дофамина у мышей с мутацией гена eIF4E, который является важным для синтеза белков. Мутации этого гена связаны с развитием аутизма у людей.

Мыши с этой мутацией демонстрируют поведенческие особенности, типичные для аутизма, такие как трудности в адаптации к изменениям, стереотипные движения и проблемы в социальной сфере. Эти мыши стали важной моделью для изучения аутизма.

Роль ацетилхолина и кальция

Используя оптогенетические технологии, учёные обнаружили, что у мышей с аутизмом произошло снижение выброса дофамина, вызванного ацетилхолиновыми нейронами. Это привело к нарушению работы никотиновых рецепторов. Далее с помощью визуализационных методов исследователи изучили уровень ацетилхолина и приток кальция, который необходим для высвобождения нейромедиаторов. Выяснилось, что у мышей с мутацией eIF4E нарушено связывание ацетилхолина с аксонами дофамина, что снижает приток кальция и, как следствие, уменьшает выброс дофамина. Однако увеличение уровня кальция позволило восстановить нормальную активность нейронов.

Перспективы и дальнейшие исследования

«Наши результаты демонстрируют, что поведенческая негибкость при аутизме связана с нарушением взаимодействия между дофамином и ацетилхолионом в базальных ганглиях, что является ключевым фактором патогенеза этого расстройства», — заявляет Андерс Боргквист, ведущий автор исследования.

В дальнейшем учёные планируют исследовать, как эти изменения влияют на другие участки мозга и как их можно использовать для разработки новых методов лечения. По словам Сантини, «это исследование не только расширяет наше понимание аутизма, но и открывает новые возможности для создания инновационных терапевтических подходов, которые могут значительно улучшить качество жизни людей, страдающих от этого расстройства».