Понимание механизмов, лежащих в основе расстройств аутистического спектра (РАС), от которых страдают 7,6 миллиона человек по данным Всемирной организации здравоохранения, является серьезной проблемой. Это сложное состояние, характеризующееся неоднородными симптомами и многофакторным происхождением, развивается в процессе развития мозга. Таким образом, ученые решили изучить обонятельные стволовые клетки взрослых как индикаторы ранних стадий онтогенеза, чтобы определить новые гены, участвующие в этом заболевании.
Легко доступные из носовой биопсии, эти клетки, которые принадлежат нервным тканям и могут дифференцироваться в нейроны, представляют собой интересную модель для идентификации генов и белков, экспрессия которых нарушена у пациентов с РАС.Команда обнаружила, что ген, кодирующий фермент MOCOS (кофактор молибдена сульфуразы), недостаточно экспрессируется в стволовых клетках девяти из одиннадцати исследованных взрослых людей с РАС. Эта недостаточная экспрессия была особенно интересной, потому что, хотя уже были идентифицированы сотни генов, предполагающих их роль в аутических расстройствах, каждый из них может в лучшем случае объяснить только 1% случаев.
До сих пор белок MOCOS был известен своей ролью в метаболизме пуринов, который, в частности, приводит к выработке мочевой кислоты. Считается, что благодаря своему участию в этом химическом пути MOCOS активен в процессах иммунитета и воспаления, а также в разрушении свободных радикалов, но до сих пор не было известно, что он играет роль на церебральном уровне.
Тем не менее, первоначальные результаты исследования предполагают, что этот фермент может иметь другие, пока неизвестные функции, поэтому ученые сосредоточились на последствиях дерегуляции синтеза MOCOS.Анализ различных тканей продемонстрировал экспрессию MOCOS в клетках мозга и кишечнике нескольких видов, в частности червя C. elegans и млекопитающих. У этих различных организмов недостаточная экспрессия фермента вызывает гиперчувствительность к окислительному стрессу (то есть к токсичности свободных радикалов), меньшее количество синапсов и аномальную нейротрансмиссию из-за уменьшения количества везикул, несущих нейротрансмиттеры.
Принимая во внимание присутствие MOCOS во многих органах и его участие в многочисленных биологических и нейробиологических функциях, его дисфункция явно соответствует гетерогенности симптомов, влияющих на пациентов с РАС. Участие этого фермента в предрасположенности к окислительному стрессу, которое часто наблюдается у детей-аутистов, его связь с желудочно-кишечными заболеваниями, которые часто сопровождают аутистические расстройства, и его роль в развитии нервов и нейротрансмиссии означают, что он является идеальным кандидатом для дерегуляции. его экспрессии, чтобы привести к аномальному развитию мозга, наблюдаемому при РАС.
Теперь цель состоит в том, чтобы идентифицировать молекулы, которые регулируют экспрессию этого гена выше по течению, и те, которые взаимодействуют с ферментом, чтобы понять способы их действия и определить, как может быть восстановлена нормальная экспрессия MOCOS. Возможное участие этого белка в других функциях также требует уточнения.
Лаборатория, в которой было сделано это открытие, теперь планирует изучить мышей с дефектной экспрессией MOCOS, чтобы проанализировать, как фермент и его регуляторы влияют на развитие нервной системы. Это новое исследование должно помочь пролить свет на то, как мозг пациентов с РАС устанавливает аномальные связи, и выявить новые клинические и биологические нарушения у этих пациентов.
Таким образом, эта работа открывает новые возможности для исследований и дает возможность понять роль MOCOS и ее регулирующих органов. В долгосрочной перспективе это должно привести к разработке терапевтических инструментов и новых методов диагностики.
