Открытия ученых в лечении синдрома дауна у детей
2019-05-23T18:26+0300
2019-05-23T18:26+0300
https://ria.ru/20190523/1554852622.html
Ученые открыли ген, который поможет вылечить болезнь Дауна
https://cdn25.img.ria.ru/images/141058/96/1410589630_0:264:6000:3640_1036x0_80_0_0_853f8f20b5a55dadf565a037455a01a0.jpg
РИА Новости
https://cdn22.img.ria.ru/i/export/ria/logo.png
РИА Новости
https://cdn22.img.ria.ru/i/export/ria/logo.png
СКВА, 23 мая – РИА Новости. Опыты на химерных мышах помогли американским молекулярным биологам выделить ген, повышенная активность которого ведет к развитию слабоумия у носителей синдрома Дауна. Их выводы и потенциальные методы «отключения» этого участка ДНК были представлены в журнале Cell Stem Cell.
«Мы выяснили, что ген OLIG2 – одна из самых интересных «мишеней» для того, чтобы ликвидировать аномалии в развитии эмбриона, связанные с синдромом Дауна. Его подавление восстанавливает баланс между возбуждающими и тормозящими нейронами, что улучшает когнитивные функции после рождения», — заявил Пэн Цзян (Peng Jiang) из университета Ратгерс в Нью-Брунсвике (США)
Синдром Дауна пока остается самой распространенной причиной развития слабоумия на Земле. В прошлом ученые считали, что он встречается в среднем у одного из восьми сотен жителей планеты, однако последние наблюдения американских врачей показывают, что частота его развития как минимум удвоилась.
Все нарушения в умственном развитии у его носителей возникают по той причине, что в их ДНК содержится не две, а три копии 21-й хромосомы. В результате этого нарушается работа генов, отвечающих за формирование и работу мозга, из-за чего их носители отстают от сверстников в умственном развитии с самых первых дней жизни.
За последние годы биологи открыли несколько генов и «проблемных» участков мозга, работа которых нарушается сильнее всего у носителей синдрома Дауна. Эти открытия оставляют надежду на создание генной терапии или препаратов, которые помогли бы исправить эти нарушения и позволили бы детям с лишней хромосомой нормально развиваться.
Ученые, как отмечают Цзян и его коллеги, достаточно давно обратили внимание на то, что появление лишней 21 хромосомы в ДНК носителей этой болезни особым образом меняет то, как формировались тормозящие и возбуждающие нервные окончания в мозге зародыша.
Что именно происходило, нейрофизиологи не могли сказать, так как опыты на зародышах грызунов и на срезах мозга пожилых носителей синдрома Дауна заканчивались тем, что их авторы приходили к противоположным выводам.
Тем не менее, эти эксперименты показали, что проблемы с умственным развитием, скорее всего, были связаны с генами OLIG1 и OLIG2. Они отвечают за формирование так называемых ГАМК-нейронов, главных «тормозов» нашей нервной системы, причем первый участок ДНК подавляет их формирование, а второй – ускоряет этот процесс.
Как именно нарушается их работа, ученые не знали. Цзян и его команда предположили, опираясь на итоги опытов с миниатюрными копиями мозга, что когнитивные проблемы у носителей синдрома Дауна развивались из-за чрезмерно высокой активности OLIG2 и избытка «тормозящих» рецепторов.
Они проверили эту теорию необычным образом – взяли образцы тканей у людей, обладавших лишней 21 хромосомой, превратили их в стволовые клетки, способные превращаться в ГАМК-нейроны, и ввели их в мозг новорожденных мышей. В последующие дни и месяцы биологи наблюдали за развитием подобных «химерных» грызунов, отслеживая изменения в их поведении и в структуре мозга.
Как оказалось, кора и другие отделы нервной системы подобных мышей содержали в себе значительно больше ГАМК-нейронов, чем аналогичные части тела их сородичей из контрольной группы, в чей мозг ученые ввели стволовые клетки с нормальным набором хромосом.
Получив подобные результаты, Цзян и его коллеги проверили, что произойдет, если активность OLIG2 будет снижена до нормальных уровней при помощи коротких молекул РНК, мешавших клеткам мозга считывать этот участок генома.
Подобная «генная терапия» завершилась полным успехом – число «лишних» клеток в мозге мышей заметно сократилось, благодаря чему новое поколение химер не страдало от серьезных проблем с памятью, характерных для первой группы грызунов.
В частности, они так же хорошо запоминали незнакомые для них объекты и так же быстро находили выход из лабиринта, как и их сородичи с нормальным набором хромосом.
Как надеются ученые, дальнейшие опыты с мышами и более детальное изучение работы OLIG2 поможет им найти полноценное лекарство от синдрома Дауна, которое не только будет действовать на зародыши и новорожденных детей, но и на взрослых носителей этой болезни.
Источник
В 1959 году французский генетик установил, что у людей с синдромом Дауна присутствует лишняя хромосома. Сейчас ученые, ведущие исследования в институте изучения синдрома Дауна имени Линды Крник (при медицинском кампусе Аншуц в штате Колорадо, США), выяснили, как именно эта лишняя хромосома влияет на людей с синдромом Дауна.
Фото: westword.com
Исследования показали, что некоторые белки, участвующие в работе иммунной системы, отличаются повышенной активностью у людей с синдромом Дауна. Об этом рассказывает Хоакин Эспиноза, исполнительный директор института имени Л. Крник, ученый, возглавивший это исследование. У людей с синдромом Дауна интерфероновый ответ, который должен быть направлен на борьбу с вирусными инфекциями, постоянно отражает несуществующие атаки.
Это привело команду исследователей к определению синдрома Дауна как нарушения в работе иммунной системы, что является основополагающим открытием, говорит Мишель Си Уиттен, президент и генеральный директор организации «Глобал Даун Синдром Фаундейшн», спонсировавшей исследование.
«Это действительно меняет сам подход ко всем аспектам синдрома Дауна», – признает Эспиноза, также занимающий в университете должность профессора фармакологии. Например, по словам Эспинозы, часто с людьми с синдромом Дауна связывают понятие когнитивных нарушений. С учетом недавнего исследования целесообразно предполагать, что между иммунной системой и когнитивными сбоями потенциально есть взаимосвязь.
Около 15% клеток мозга относятся к иммунной системе, говорит он. Исследования уже показали, что повышенная активность этих клеток, называемых микроглией, может быть «токсичной» для других клеток мозга, таких как нейроны, контролирующие когнитивные способности.
Само исследование, которое проводилось в течение пяти лет на основе наблюдения за 263 людьми, 165 из которых имеют синдром Дауна, было относительно несложным, однако все же внушительным, объясняет Эспиноза – один из одиннадцати ученых, именами которых подписан окончательный опубликованный отчет об исследовании. Ученые старались ответить на вопрос, есть ли у людей с синдромом Дауна значительные отличия в некоторых белках; подразумевалось, что таких белков окажется значительно больше или значительно меньше, чем у людей без синдрома Дауна. Например, схожие исследования у людей с диабетом показали бы различия в уровне инсулина.
«Поняв, что именно отличается, можно начать думать о том, как корректировать какие-то из этих различий, приводя показатели к норме», – говорит Эспиноза.
Результаты исследования, проведенного при помощи технологии, разработанной в компании SomaLogic в Боулдере, показали, что у людей с синдромом Дауна отличается значительное количество белков. Изучив 4000 белков, ученые установили, что статистически достоверные различия наблюдаются в 200-300 видах белков. Из них около половины участвуют в работе иммунной системы. Это привело к открытию повышенной активности в одной из ветвей этой системы.
Напротив, другая часть иммунной системы, ответственная за защиту организма от бактериальных инфекций, – она называется система комплемента, – у людей с синдромом Дауна ослаблена и обеднена.
Это открытие потенциально может объяснить феномены, обычно сопутствующие синдрому Дауна, и указать на новые возможности для лечения и раннего вмешательства.
«Когда я говорю вам, что синдром Дауна – это нарушение интеллекта, это ничего не говорит о механизме нарушения, – объясняет Эспиноза. – Если вы трактуете синдром Дауна как иммунное нарушение, это на самом глубоком уровне меняет весь подход».
Фото: westword.com
Результаты исследования могут объяснить отклонения, сопутствующие синдрому Дауна. Так, у людей с синдромом Дауна чаще развиваются аутоиммунные заболевания, такие как диабет 1 типа, алопеция или целиакия. При этом у них реже выявляются обширные опухоли, как говорит Эспиноза, поскольку их иммунные системы беспрерывно работают, но чаще возникают заболевания вроде лейкемии, приводящие к росту белых кровяных клеток (лейкоцитов). Почти у ста процентов людей с синдромом Дауна к сорока годам развивается болезнь Альцгеймера, и это тоже можно объяснить повышенной активностью [этих белков].
«Теперь нам надо поработать над тем, чтобы обосновать эти взаимосвязи и найти возможные пути лечения», – говорит Эспиноза. Исследователи уже начали изучать влияние лекарств, известных как ингибиторы янус-киназы, или JAK-ингибиторы, на воспалительные белки у людей с синдромом Дауна. Они нашли людей, уже принимающих такие лекарства по другим показаниям, и должны получить результаты через несколько недель, по словам Эспинозы. Также они изучают лечебный эффект препаратов на лабораторных мышах с лишней хромосомой и планируют получить результаты этих экспериментов через год.
Окончательная цель – провести клинические испытания, добавляет он, для проверки безопасности и эффективности лекарств.
«Если мы изменим взгляд на синдром Дауна и станем относиться к нему как к иммунному нарушению, мы найдем много способов улучшить качество жизни людей с синдромом Дауна при помощи терапии, – говорит Эспиноза, – поскольку на рынке уже присутствуют лекарства, чтобы контролировать повышенную активность [белков]. Вопрос заключается в том, окажут ли эти лекарства благотворный эффект на людей с синдромом Дауна? В чем будет проявляться польза?»
Хотя понятно, что лекарства могут помочь в лечении некоторых аутоиммунных нарушений, для чего они и были разработаны, требуется продолжать исследования, чтобы определить, например, могут ли они уменьшить воспалительные процессы в мозгу и улучшить когнитивные функции или изменить предрасположенность [людей с синдромом Дауна] к лейкемии.
Читайте также: Таблетка от синдрома Дауна
Предсказать сроки клинических испытаний труднее, отмечает Эспиноза; он был бы рад, если бы удалось закончить исследования в течение пяти лет.
Также остро стоит вопрос финансирования. Недавние исследования спонсировал фонд «Глобал Даун Синдром Фаундейшн», некоммерческая организация из Денвера, поддерживающая институт им. Л. Крник, единственный центр в США, в котором ведутся исследования исключительно в области синдрома Дауна.
«Мы хотели бы это изменить, – говорит Эспиноза. – Мы бы хотели, чтобы Национальные институты здравоохранения больше были вовлечены в исследования проблем, связанных с синдромом Дауна».
Средств на исследования было недостаточно, но Эспиноза полон надежды, что подобные исследования привлекут больший интерес. По его мнению, многие думали, что синдром Дауна исчезнет после введения в повсеместную практику скринингов во время беременности или что синдром Дауна «не поддается лечению», но оба этих убеждения оказались ложными.
Организация «Глобал Даун Синдром Фаундейшн» была основана для сбора средств на исследования синдрома Дауна, говорится в заявлении Уиттен. С момента своего основания в 2009 году эта некоммерческая организация каждый год собирает от 1 до 3 миллионов долларов для финансирования исследований института Крник.
Хотя ученым института удалось сделать значительные открытия при помощи благотворительных пожертвований, Уиттен говорит, что работа по изучению синдрома Дауна «теперь нуждается в существенных финансовых вливаниях со стороны Национальных институтов здравоохранения, чтобы перевести ее на новый уровень».
Эспиноза стал одним из четырех человек, выступивших перед Конгрессом США с докладом о состоянии исследований в области синдрома Дауна в октябре 2017 года, и, по его мнению, сейчас подходящий момент, чтобы обратиться за финансированием. «Направляя средства на исследования синдрома Дауна, вы помогаете не только людям с синдромом Дауна, вы также получаете возможность помочь гораздо большему количеству обычных людей», – говорит он.
Мадлен Сент-Амур
Перевод: Ольга Лисенкова, оригинал: westword.com
Понравилось? Поделись с друзьями!
Источник
Слова медработников о повышенном риске развития синдрома Дауна считаются одним из самых страшных приговоров для будущих родителей, когда обнаруживается у беременных женщин. Это недуг относится к болезням, возникшим ввиду генетических расхождений. В последнее время специалисты вплотную занялись этой проблемой, так как каждый 700-й ребенок на Земле рождается с этой проблемой, а у старших матерей – каждый двадцатый. Но что мы, по сути, знаем о синдроме Дауна? Насколько страшна данная патология? Действительно ли Дети Солнца, как их ещё называют – отсталые и умственно неразвитые или они просто особенные?
Что собой представляет этот синдром?
Синдром Дауна или монголизм относит к хромосомным болезням, развитие которых обусловлено нарушением числа неполовых хромосом в генной структуре. Из-за лишней хромосомы в ДНК подобные дети имеют внешний вид, который немного отличается от вида обычных детей. У них плоский профиль, короткий нос и раскосые, широко расставленные глаза.
Этот синдром существует давно, но теоретически сформулировал его английский доктор по имени Джон Лэндон Даун в 1866 году, в честь которого и назвали эту патологию. Он сформулировал и описал несколько признаков, характерных для людей, живущих с этим синдромом. Тем не менее связь между происхождением врождённой проблемы и изменением количества хромосом была выявлена не сразу, а спустя почти сотню лет французским генетиком Жеромом Леженом.
Как известно, человеческое тело состоит из множества клеток, каждая из которых имеет набор из 46 хромосом. Они расположены в определенной последовательности, составляя пары из отцовских и материнских генов. В итоге получается 21 пара, а у Детей Солнца хромосом получается на одну больше. Вот эта «лишняя» хромосома и влияет на формирование организма такого ребенка.
Кстати, синдром Дауна не зря называют именно синдромом, а не болезнью, так как недугом в буквальном смысле слова монголизм не является. У этих детей есть набор признаков или характерных черт, отличающий их от других малышей. Потому считать их умственно отсталыми или психически больными не только не гуманно, но и в корне неправильно.
Кстати, этот синдром – далеко не редкая патология. Он попадается один раз на 700 случаев и не зависит от большинства факторов, ведь такое соотношение является одинаковым в разных странах, социальных группах и климатических зонах. За исключением того, оно не зависит от цвета кожи, расы, национальности и образа жизни родителей. Тем не менее лишняя хромосома появляется. Это формируетсяво время образования сперматозоида или яйцеклетки в итоге генетической случайности, или во время первого деления клетки.
Откуда берется синдром Дауна?
В 2008 году международный коллектив американских, австралийских, британских, испанских и швейцарских ученых объяснил механизм развития данного синдрома в период формирования эмбриона. Оказывается, та самая лишняя хромосома повреждает ген REST, что приводит к целому ряду структурных изменений в генах, отвечающих за формирование стволовых клеток и развитие организма зародыша. Ген DYRK1A, в свою очередь, запускает изменения в 21-й хромосоме. В 95 процентах случаев болезнь имеет наследственный, иногда – мозаичный или транслокационный вариант.
Вероятность появления малыша с этим синдромом зависит от возраста матери (в меньшей мере – отца). Чем старше мать, тем вероятность развития патологии возрастает. Если риск родить ребенка с монголизмом в 20-25 лет составляет один на 1 400 случаев, то в 35 он составляет уже один на 350.
Недавно ученым получилось определить, почему появляется синдром Дауна. В организме обоих полов есть определенный фермент, выработка которого формируетсяво время повышенной репродуктивности. Именно он отвечает за формирование яйцеклеток и сперматозоидов у людей разных полов.
Во время мейоза может нарушиться хромосомный набор ввиду трудностей с выработкой вышеупомянутого фермента, потому могут возникнуть проблемы с протеканием беременности или родиться ребенок с синдромом Дауна. Ферментные осложнения также могут быть причиной появления различных болезней у ещё не рожденного малыша.
Научные специалисты из Центра биологии развития при японском институте RIKEN установили также причину старения яйцеклеток у женщин с возрастом, что может привести к рождению ребенка с монголизомом. Ещё не сформированная женская половая клетка создает второй набор хромосом, позже она «перемешивает» между собой клетки, полученные от отца и матери. Потом клетка делится надвое, потом снова надвое и получается четыре клетки. Из них три гибнут или участвуют в других процессах, а одна образует яйцеклетку.
При перемещении хромосом некоторые структуры могут двигаться не одновременно. В итоге, в яйцеклетке образовываются лишние хромосомы или один из «кусочков» цепочки ДНК отсутствует, так как пары распадаются. Научные специалисты хотят научиться контролировать этот процесс, то есть не допускать распада, чтобы предотвращать образование синдрома Дауна у детей.
Дети Солнца – особенные, они добрые и жизнерадостные, терпеливые и отзывчивые. Они вообще не страдают от своей проблемы, если им о ней не напоминают. За исключением того, они не обманывают, не ненавидят и целиком оправдывают свое второе название. Имея особенности развития, они живут среди нас. Во многих развитых странах они ходят в обычные общеобразовательные школы, могут получить профессию, завести семью. Если детей с синдромом Дауна правильно воспитывать, они смогут благополучно социализироваться и жить как всё остальные люди.
Источник