Исследователи из UC Davis MIND Institute обнаружили, что пренатальное воздействие определенных комбинаций антител, обнаруживаемых только у матерей детей с аутизмом, приводит к изменениям в мозге, которые отрицательно влияют на поведение и развитие.
Исследователи заявили, что высокоспецифичные аутоантитела иммуноглобулина-G (IgG) проникают через плаценту во время беременности, чтобы влиять на развитие мозга плода, что приводит к форме аутизма, которую исследователи теперь называют аутизмом, связанным с материнскими антителами (MAR). Исследователи заявили, что случаи аутизма MAR могут составлять до 23 процентов всех случаев аутизма.
Исследование опубликовано в Интернете сегодня в журнале “Трансляционная психиатрия”.
Во время беременности материнские IgG-антитела обычно проникают через плаценту и защищают плод, обеспечивая иммунитет матери развивающемуся ребенку. Однако, помимо защитных антител, аутоантитела, которые реагируют на фетальные белки, также могут проникать через плаценту, по существу поражая ткани плода.
Настоящее исследование является продолжением более раннего исследования, проведенного в 2008 году. В нем исследуются эффекты специфических для аутизма антител IgG на модели приматов, не относящихся к человеку. Приматы, не являющиеся людьми, живут в сложных социальных группах и используют множество форм социального общения. Кроме того, части человеческого мозга, такие как префронтальная кора, плохо развиты у других животных моделей, таких как грызуны, но сильно развиты у макак-резусов.
Для исследования группа беременных самок обезьян подвергалась воздействию IgG, очищенного от матерей детей с аутизмом, которые проявляли реактивность головного мозга плода – группы IgG-ASD; вторая группа беременных самок обезьян получала антитела IgG от матерей типично развивающихся детей. В третью группу вошли нелеченые животные, не получавшие антител.
Ведущий исследователь исследования – Мелисса Д. Баумана, доцент кафедры психиатрии и поведенческих наук Калифорнийского университета в Дэвисе, преподаватель института MIND. Чтобы оценить развитие потомства IgG-ASD, Бауман и ее коллеги провели комплексную оценку поведенческого развития и периодически проводили продольную магнитно-резонансную томографию (МРТ) развития мозга обезьян в течение первых двух лет жизни.
"Потомство матерей, получавших антитела IgG-ASD, постоянно отклонялось от типичного для вида поведенческого развития молодых макак-резусов," Бауман сказал. На раннем этапе развития матери обезьян, которых лечили антителами IgG-ASD, намного лучше защищали свое потомство. Например, матери, принимавшие IgG-ASD, чаще подходили и связывались со своими младенцами и оставались в непосредственной близости от них.
По словам Баумана, матери, возможно, обнаружили у своих потомков IgG-ASD поведенческие аномалии, которые были настолько незаметными, что ускользнули от внимания исследователей. "Повышенная защитная способность матери обезьяны наблюдалась только тогда, когда присутствовали другие животные, что позволяет предположить, что матери воспринимали больший риск для своих младенцев, получавших лечение IgG-ASD," она сказала.
Другие изменения в поведении наблюдались по мере взросления животных. Например, потомство животных, получавших антитела IgG-ASD, чаще приближалось к другим младенцам в своей группе выращивания. "Еще более поразительно то, что по мере взросления потомки IgG-ASD все больше подходили к незнакомым сверстникам," она сказала. "Неуместное приближение к новому животному крайне необычно и потенциально опасно для молодых макак-резусов."
Социальные взаимодействия, такие как уход или игра, часто происходят, когда молодая макака-резус приближается к сверстнику. Несмотря на более высокую частоту их обращений, потомство IgG-ASD не взаимодействовало социально со сверстниками чаще, чем потомство, матери которого не получали антитела IgG-ASD. "Фактически, у потомства IgG-ASD была тенденция к тому, чтобы меньше ухаживать за своим ровесником," она сказала. "Возможно, в поведении потомков IgG-ASD были тонкости, которые отговаривали их сверстников от взаимодействия с ними."
Эти новые поведенческие результаты основаны на предыдущих исследованиях, изучающих роль материнских антител в аутизме, включая пилотное исследование, проведенное на нечеловеческих приматах в 2008 году. За последние пять лет соавтор исследования Джуди Ван де Уотер и ее коллеги добились значительного прогресса в определении того, какие материнские антитела высокоспецифичны для аутизма. Ван де Ватер с коллегами Робом Берманом и Даниэлем Брауншвейгом недавно сообщили, что потомство мышей, пренатально подвергшееся воздействию этих специфичных для аутизма антител, демонстрирует измененное физическое и социальное развитие, включая тревожность и социальное поведение.
"Исследование на приматах, отличных от человека, дает захватывающий взгляд на патологический эффект этих специфичных для аутизма материнских антител," сказала Джуди Ван де Уотер, которая первоначально описала связь между материнскими антителами к белкам мозга плода и РАС.
В дополнение к поведенческим изменениям, МРТ-анализ головного мозга выявил измененные закономерности развития нервной системы у потомства обезьян, подвергшихся воздействию антител IgG-ASD. Скорость роста мозга была значительно выше у мужских, но не женских потомков с IgG-ASD, по сравнению с контрольным потомством. Исследователи обнаружили, что общий объем мозга потомства мужских IgG-ASD также был значительно больше, чем обычно.
Хотя неясно, почему пренатальное воздействие этих антител изменяет только объем мозга у потомства мужского пола, аналогичная траектория аномального развития мозга наблюдалась у детей мужского пола с аутизмом. Недавнее исследование Института MIND показало, что мальчики с аутизмом, которые пренатально подвергались воздействию тех же антител, имеют значительно больший мозг, чем мальчики с аутизмом, рожденные от матерей без антител IgG-ASD и обычно развивающихся контрольных групп.
"Сочетание изменений мозга и поведения, наблюдаемых у потомства нечеловеческих приматов, подвергшихся воздействию этих специфичных для аутизма антител, предполагает, что это очень многообещающее направление исследований." Бауман добавляет, что для этого уникального междисциплинарного исследования требуется команда исследователей, обладающих опытом в иммунологии, поведении животных и нейробиологии "подчеркивая совместные усилия, характерные для исследований в UC Davis MIND Institute."
Дэвид Амарал, директор по исследованиям института MIND и старший автор статьи, отметил: "впереди еще много исследований, чтобы определить механизмы, с помощью которых антитела влияют на развитие и поведение мозга. Но эта программа исследований очень захватывающая, потому что она открывает возможности для потенциального прогнозирования и предотвращения некоторой части будущих случаев аутизма."