Результаты этого исследования опубликованы в выпуске журнала Science Signaling от 27 августа.
«Обеспечение наилучшего ухода за женщинами до и на ранних сроках беременности является серьезной проблемой, потому что первый триместр — это очень важный период развития, и многие женщины могут не осознавать, что они беременны», — говорит Дин Э. Альберт Рис, M.D., Ph.D., M.B.А., вице-президент по медицинским вопросам Университета Мэриленда и Университета Джона З. и Акико К. Бауэрс заслуженный профессор и декан медицинского факультета. "Пренатальный уход особенно важен для женщин, страдающих диабетом, поскольку исследования показали, что даже кратковременное повышение уровня глюкозы в крови может привести к серьезным, а иногда и опасным для жизни врожденным дефектам."
По данным U.S. Центры по контролю и профилактике заболеваний, примерно каждый 33 ребенок в Соединенных Штатах рождается с врожденным дефектом.
Дефекты нервной трубки (ДНТ), которые возникают, когда позвоночный столб плода полностью не закрывается в первом триместре, являются одними из наиболее распространенных типов врожденных дефектов и затрагивают около 3000 беременностей ежегодно. У женщин с диабетом до беременности в 3-10 раз больше шансов иметь ребенка с NTD, чем у женщин без болезней.
Было показано, что фолиевая кислота (витамин B; фолат) предотвращает NTD примерно в 70% беременностей, но эффективна не для всех.
«Недавние исследования показали, что слишком много фолиевой кислоты во время беременности может увеличить риск рака груди у потомства в более позднем возрасте, поэтому становится все более важным найти дополнительные или вспомогательные методы лечения для предотвращения NTD», — говорит Пэйсинь Ян, доктор философии, доцент кафедры медицины. Отделение акушерства, гинекологии и репродуктивных наук, возглавлявшее данное исследование. "Для женщин с диабетом, у которых риск рождения ребенка с врожденным дефектом намного выше, чем у населения в целом, наличие дополнительных методов профилактики может значительно улучшить развитие ребенка."
Предыдущая работа показала, что сигнальный путь клетки, который приводит к запрограммированной гибели клеток, известный как апоптоз, в значительной степени способствует развитию NTD. Высокий уровень материнской глюкозы при диабетической беременности приводит к аномальной гибели клеток во время внутриутробного развития. Хотя большая часть этой работы проводилась на животных моделях диабетической беременности и выполнялась исследовательскими группами под руководством Дина Риса, авторы также подтвердили, что тот же путь присутствует в тканях плода человека с NTD.
В текущем исследовании исследователи под руководством доктора.
Янг и Дин Рис из Медицинской школы Университета Мэриленда заметили, что высокие уровни глюкозы инициируют путь апоптоза, активируя белок, называемый киназой 1, регулирующей сигнал апоптоза (ASK1). После активации ASK1 включает путь клеточной смерти, активируя другие протеины про-клеточной смерти. Команда обнаружила, что снижение активности ASK1 путем удаления гена Ask1 или введения ингибитора ASK1 беременным мышам с диабетом также снижает частоту NTD.
Хотя большинство экспериментов проводилось на животных моделях, команда также наблюдала аналогичную экспрессию ASK1 и других апоптотических белков в NTD, полученных из образцов человека.
Эти результаты предполагают, что NTD у человека могут возникать с использованием того же пути клеточной гибели, что и в моделях животных с диабетической беременностью.
Одним из наиболее многообещающих результатов этого исследования является то, что ингибитор ASK1, который использовала команда, представляет собой небольшой белок под названием тиоредоксин, который люди вырабатывают естественным путем.
Считается, что тиоредоксин действует как антиоксидант и коммерчески используется как средство против старения в некоторых косметических средствах.
«Поскольку тиоредоксин мал в размерах и встречается в природе, его можно превратить в пищевую добавку, похожую на фолиевую кислоту, которую женщины могут принимать до и во время беременности», — говорит д-р. Ян. «Тиоредоксин и фолат могут даже иметь комбинированный эффект, обеспечивая лучшую защиту плода от NTD, но также позволяя женщинам принимать меньше фолиевой кислоты, тем самым предотвращая возможное повреждение их детей фолиевой кислотой."
Прежде чем начать испытания добавок тиоредоксина на людях, необходимо провести дополнительную работу. Команда не знает точно, как тиоредоксин блокирует активацию ASK1 и имеет ли антиоксидант какие-либо побочные эффекты.
«Эта работа в значительной степени способствует нашему пониманию того, как высокий уровень глюкозы в крови вызывает врожденные дефекты, и определяет конкретные цели, которые можно использовать для предотвращения ДНТ, вызванных диабетом», — говорит д-р. Рис. "Результаты ингибирующего действия тиоредоксина также имеют значение для других заболеваний, таких как рак или заболевание почек, которые вызываются или усугубляются гибелью клеток."