Яд скорпиона смог «спасти» доклиническую модель от расстройства алкогольного спектра плода

Исследовательская группа из Nature Neuroscience, возглавляемая факультетом Детской Национальной больницы, смогла «спасти» доклиническую модель с расстройством алкогольного спектра плода (FASD) и воспрепятствовать дефициту двигательных навыков с помощью нового препарата, полученного из яда скорпиона.Расстройство алкогольного спектра плода (FASD), вызванное употреблением алкоголя во время беременности, вызывает многочисленные нарушения в обучении, в том числе когнитивный и интеллектуальный дефицит.

Проблемы с двигательными навыками могут быть ранним индикатором для этих и других проблем, объясняет руководитель исследования Казуе Хашимото-Тории, доктор философии, главный исследователь в Центре исследований нейронауки в Детском национальном исследовательском институте.

Многие родители или опекуны впервые замечают проблему, когда у детей наблюдаются задержки в достижении основных этапов развития моторики. Хотя эти эффекты хорошо документированы, добавляет Хасимото-Тории, неясно, какие молекулярные механизмы вызывают этот дефицит.

Хашимото-Тории изучала эти эффекты с момента ее пост-докторской подготовки, когда сама была беременна. Она заинтересовалась последствиями воздействия окружающей среды на развитие плода. За последние несколько лет Хашимото-Тории и ее коллеги опубликовали серию работ, посвященных пониманию молекулярных механизмов FASD.

В самой последней статье ее команда работала с доклинической моделью, в которой зародыши подвергались воздействию алкоголя в эмбриональные дни 16 и 17.

Это период клетки мозга растут преимущественно в верхней коре, области мозга, которая играет ключевую роль в формировании двигательных способностей. Данный эмбриональный период соответствует ранней середине беременности у плодов человека.

Когда исследователи проверили эти доклинические модели через 30 дней после рождения — в двух экземплярах, предназначенных для оценки двигательных навыков как с большими, так и малыми мышцами, — они показали значительный дефицит в обеих областях.

В поисках молекулярных различий, которые могли бы лежать в основе этого снижения производительности, исследователи обнаружили, что пренатальное воздействие алкоголя немедленно активирует сигнальный путь, известный как “тепловой шок«.Он заставляет клетки вырабатывать защитные белки. Эти белки теплового шока были произведены случайно в некоторых клетках, а не равномерно по всей клеточной популяции.

Используя доклиническую модель, которая позволила им отслеживать потомков этих быстро делящихся нейронов, команда обнаружила различия в экспрессии 93-х генов. В частности, один ген, известный как Kcnn2, который кодирует кальциево-активированный калиевый канал, был избыточно выражен в клетках, которые продуцировали белки теплового шока. Этот ген уже играет важную роль в обучении и памяти. Клетки, в которых Kcnn2 был сверхвыражен, демонстрировали патологию.

Когда исследователи вводили препарат, блокирующий этот канал, известный как «тамапин» и полученный из яда индийского красного скорпиона, клетки вернулись к норме. Что еще более важно, доклинические модели, которые получали этот препарат на 30-й день жизни, показали заметные улучшения в двигательных навыках как с большими, так и с малыми мышцами.

По словам Хашимото-Тории, тот факт, что доклинические модели все еще могут показывать улучшения спустя долгое время после первоначального повреждения, говорит о том, что лечение детей с FASD аналогичным средством также может быть эффективным. Хашимото-Тории говорит:

«Обычно на этом останавливаются исследователи, которые ищут молекулярные механизмы, лежащие в основе болезни, но мы хотим двигаться вперед, чтобы оказать реальное влияние на общественное здоровье. Мы действительно хотим дать пациентам надежду на лучшую жизнь благодаря лечению проблем нервного развития, вызванных FASD».

С этой целью она и ее коллеги создали биотехнологическую компанию для дальнейшего исследования этого препарата, чтобы выяснить, может ли он быть перспективным для людей.

Фото: Public Domain