По словам исследователей из Центра нейробиологии Калифорнийского университета в Дэвисе, иммунные ответы самки мыши до беременности могут предсказать, насколько вероятно, что ее потомство будет иметь поведенческий дефицит, если иммунная система активирована во время беременности. Результаты, опубликованные 23 апреля в журнале Brain, Behavior и Immunity, могут помочь решить, какую роль серьезные инфекции во время беременности играют в более позднем развитии таких состояний, как аутизм и шизофрения у потомства.
Считается, что и генетика, и различные факторы риска окружающей среды играют роль в психических заболеваниях, сказал профессор Ким Макаллистер, директор Центра нейробиологии и старший автор статьи. По ее словам, большинство беременностей протекает нормально. Хотя риск активации материнского иммунитета невелик, он может помочь решить основные проблемы, которые приводят к шизофрении или аутизму.
"Мы не знаем, что вызывает эти заболевания," она сказала. "Но материнская инфекция – это фактор риска, который, как мы знаем, способствует. Итак, наше исследование сосредоточено на том, как предсказать, какие беременности подвержены риску, и открыть новые способы вмешательства и предотвращения заболеваний у потомства."
Первые доказательства роли материнской инфекции в психических расстройствах и нарушениях развития были получены в результате эпидемии гриппа 1918 года, сказал Макаллистер. Эпидемиологические исследования 15-20 лет спустя у детей, которые в то время находились на стадии беременности, показали увеличение этих расстройств. Другие доказательства получены в результате исследований на животных.
Мышиная модель иммунной активации
Помимо гриппа, в активацию материнского иммунитета вовлечены самые разные вирусы и бактерии. Таким образом, эффект скорее связан с реакцией матери на инфекции, чем с самим инфекционным организмом.
Чтобы воспроизвести это на мышах, команда Макаллистера вводит беременным мышам молекулу, называемую полиинозиновой: полицитидиловая кислота, или поли (I: C), которая представляет собой двухцепочечную РНК, генетический материал для многих вирусов, включая грипп и коронавирусы. Иммунная система распознает поли (I: C), как если бы это был вирус, и запускает немедленную воспалительную реакцию, особенно высвобождая молекулу под названием интерлейкин-6 или IL-6.
Мыши продолжают беременность, и когда потомству исполняется около 2 месяцев, исследователи проверяют их на поведенческие аномалии, такие как повторяющееся поведение или замирание на месте.
Одним из преимуществ работы с лабораторными мышами является то, что их разводят так, что они генетически очень похожи. Это позволяет легче увидеть влияние определенных генов или факторов риска окружающей среды.
Но когда аспирантка Мика Эстес попыталась лечить лабораторных мышей поли (I: C), она, к своему удивлению, обнаружила, что их ответы сильно различаются, хотя все мыши были одного возраста и генетического происхождения, содержались в одних и тех же клетках в помещении. те же условия.
Профессор Джуди Ван де Уотер, иммунолог из Медицинской школы Калифорнийского университета в Дэвисе и член диссертационного комитета Эстеса, предложила изучить исходную иммунную реактивность у мышей до того, как они забеременели.
Когда они это сделали, команда обнаружила, что реакция IL-6 конкретной мыши на поли (I: C) до того, как она забеременела, могла предсказать вероятность поведенческих проблем у потомства, если мышь лечилась поли (I: C) позже во время беременности.
"Люди предполагают, что их мыши все одинаковые, но очевидно, что существует широкий диапазон исходной иммунореактивности," Макаллистер сказал. Оказывается, что исходная иммунореактивность позволяет прогнозировать устойчивость или восприимчивость к активации иммунной системы во время беременности.
"Мы можем дозировать их поли (I: C) и посмотреть на реакцию IL-6 и предсказать, какие из них повлияют на потомство, если мы будем лечить их во время беременности," она сказала.
Основные механизмы и биомаркеры
Это имеет несколько важных последствий. Во-первых, имея надежную модель устойчивости и восприимчивости, исследователи могут начать выяснять, на какие гены и белки, участвующие в развитии мозга, влияет активация иммунной системы, и как это может привести к нарушениям развития нервной системы.
"Следующие шаги – выяснить, чем отличаются эти мыши," Макаллистер сказал. "Теперь, когда мы можем предсказать, какие мыши подвержены риску, мы хотим определить, как определенные паттерны иммунной передачи сигналов у матери вызывают различные результаты у потомства. Мы надеемся выяснить, как материнская инфекция может не приводить к проблемам при многих беременностях и к ряду различных заболеваний у потомков от других беременностей."
Во-вторых, это может привести к появлению биомаркеров для выявления беременностей с повышенным риском инфекций и принятия мер по защите матерей с помощью вакцинации или лечения. Это, вероятно, потребует дальнейшей работы на мышах, а затем экспериментов на нечеловеческих приматах, прежде чем перейти к исследованиям на людях.