Пренатальное вмешательство снижает дефицит обучения у мышей

По словам исследователей из Национального института здоровья, мышам с условием, которое служит лабораторной моделью синдрома Дауна, лучше справляться с памятью и задачами обучения, чем взрослые, если их лечить до рождения с помощью нейропротекторных пептидов.

Даун синдром возникает, когда индивидуум получает дополнительную копию хромосомы 21. Согласно Центрам по контролю и профилактике заболеваний, синдром Дауна происходит в 1 из каждых 691 рождений. Особенности синдрома Дауна включают задержки в психическом и физическом развитии и плохом мышечном тоне. Эти функции могут сильно различаться: от легкой до тяжелой.

Исследователи изучили факторы роста, которые важны на определенных ключевых этапах развития мозга в матке. Названные для первых трех аминокислот, составляющих их химическую последовательность, NAP и SAL, представляют собой небольшие пептиды (небольшие субъединицы белка) из двух белков. Эти два белка усиливают способность клеток мозга принимать и передавать сигналы и позволяют им выживать. (NAP является аббревиатурой для NAPVSIPQ и SALfor SALLRSIPA.)

У мышей в исследовании была дополнительная копия мышиной хромосомы 16, у которой были мышиные контрасты до 55 процентов генов на хромосоме человека 21. Исследователи лечили беременных мышей с помощью NAP и SAL в течение пяти дней, затем тестировали потомство мыши с 8 до 12 месяцев, сравнивая их с мышами, получавшими солевой раствор (плацебо). Мыши с дополнительным хромосомным материалом, которые были обработаны NAP и SAL в утробе матери, узнали также, как мыши, у которых не было дополнительной хромосомы, и значительно быстрее, чем мыши с дополнительной хромосомой, которые обрабатывались физиологическим раствором.

«Наше исследование предоставило важную информацию, которая может помочь в понимании синдрома Дауна», – сказал старший автор Кэтрин Ю. Спонг, руководитель отделения по перинатальной и развивающей нейробиологии в Национальном институте детского здоровья и развития человека им. Юниса Кеннеди Шрайвера (NICHD), институт NIH, где проводилось исследование.

Доктор Спонг сотрудничал с первым автором Maddalena Incerti, M.D., Kari Horowitz MD, Робин Роберсон, Даниэлем Абебом, Лаурой Тосо, М.Д. и Мэдлин Кабальеро, всей группой NICHD по перинатальной и развивающей нейробиологии. Доктор Инцерти также связан с Университетом Милано-Бикокка, Италия, а доктор Горовиц теперь связан с Университетом Коннектикута, Фармингтон.

Их результаты появляются онлайн в PLOS ONE.

В более раннем исследовании д-р Спон и ее коллеги обнаружили, что при лечении NAP и SAL в утробе матери мыши с дополнительной копией хромосомы 16 достигли этапов развития раньше, чем мыши с дополнительной копией хромосомы 16, у которой не было были обработаны. В этом исследовании исследователи изучили основные этапы развития сенсорного, моторного мастерства и развития тонуса мышц в первые три недели жизни.

«В нашей предыдущей работе мы показали, что лечение мышей во время беременности может предотвратить задержку развития, как оценивается с вехами», – сказал доктор Спонг. «В этом исследовании мы показали, что лечение NAP и SAL не только ставит животных на типичную траекторию развития, но и улучшает их способность учиться».

Для текущего исследования беременные мыши получали инъекции двух фрагментов белка, начиная с восьми дней после зачатия. Это эквивалентно концу первого триместра беременности человека.

Исследователи испытали навыки обучения мышей, когда животные достигли совершеннолетия. Мышей помещали в резервуар с водой на прозрачной платформе. Танк имел символы на каждой стене, которые мышки могли использовать, чтобы ориентироваться. Затем исследователи помещали мышей прямо в воду и приурочивали, сколько времени потребовалось, чтобы найти платформу. При повторных испытаниях мыши становятся более искусными в задаче и занимают меньше времени, чтобы добраться до платформы.

За пять дней тестирования исследователи обнаружили, что время, затрачиваемое на поиски платформы, существенно уменьшилось для всех групп, за исключением мышей с дополнительной копией хромосомы 16, которые не были обработаны NAP и SAL в матке.

Исследование группы доктора Спонга является частью общего подхода NIH к синдрому Дауна, описанного в плане исследований синдрома Дауна 2007 года. Этот план освещает приоритеты исследований в этой области, включая создание реестра пациентов с синдромом Дауна, о котором было объявлено 25 октября.