Каждый 1000-й ребенок рождается с гидроцефалией. Тяжелое состояние является наиболее распространенной причиной операции на головном мозге в детстве. Тем не менее, пострадавшие часто страдают от интеллектуальных и двигательных нарушений на всю оставшуюся жизнь.
При гидроцефалии заполненные жидкостью полости мозга-желудочки-значительно увеличиваются. Это значительно повышает внутричерепное давление. Считается, что причиной являются нарушения баланса спинномозговой жидкости. Эта жидкость окружает мозг и выводит токсины. Он также действует как подушка для защиты мозга от ударов и гарантирует, что полости не разрушатся.
“До сих пор считалось, что при гидроцефалии образуется слишком много ликвора или выделяется слишком мало, или что его дальнейший транспорт просто нарушен”, – объясняет профессор доктор. Вальдемар Коланус из Института ЛАЙМОВ Боннского университета (Германия). “Однако теперь наши результаты указывают в другом направлении.”
Идентифицировано 93 гена риска
У детей это состояние обычно носит генетический характер, однако ответственные за него наследственные факторы известны лишь частично. Поэтому исследователи из Гарварда и Йеля секвенировали геном почти 500 пациентов и сравнили его с генетическим материалом здоровых людей. В процессе работы они наткнулись на 93 гена при которых мутации приводят к гидроцефалии.
“Удивительно, но ни один из этих генов никоим образом не участвует в производстве или транспортировке ликвора”, – подчеркивает сотрудник Колануса доктор Стефан Вайзе, один из двух ведущих авторов исследования. “Вместо этого они, по-видимому, в основном связаны с развитием мозга.”
Одним из наследственных признаков, который особенно часто мутировал у пострадавших людей, является ген TRIM71. – Мы изучаем этот ген здесь, в Бонне, уже несколько лет, – говорит Коланус. – Именно по этой причине наши американские коллеги связались с нами”. Международная команда также ввела обнаруженные ими мутации в ген TRIM71 у мышей. Затем у модельных животных также развилась гидроцефалия.
“Затем мы использовали стволовые клетки здесь, в Бонне, чтобы воспроизвести очень ранние события развития мозга в клеточной культуре”, – объясняет Коланус. “Это позволило нам показать, что гидроцефальные мутации TRIM71 специфически влияют на эти функции. В будущем мы еще лучше расшифруем эти процессы с помощью органоидов, которые представляют собой клеточные кластеры, примерно напоминающие очень простой мозг”.
Мутации, вероятно, делают мозг более механически нестабильным
Мутации, по-видимому, повреждают так называемые нейроэпителиальные клетки. Они выстилают жидкие полости в мозге изнутри.
“Мы предполагаем, что эти изменения делают нейроэпителий тоньше и более механически гибким, и в результате полости увеличиваются”, – считает Стефан Вайзе. “Это может привести к увеличению накопления спинномозговой жидкости и, следовательно, к повышению внутричерепного давления. Таким образом, в этом случае гидроцефалия является следствием нарушений нервного развития в раннем детстве, которые, в свою очередь, ответственны за когнитивные нарушения у маленьких пациентов.”
Обычно хирургия гидроцефалии предполагает использование так называемой шунтирующей системы, через которую можно откачать избыток спинномозговой жидкости. Это снижает давление в черепе, и сопутствующие симптомы, такие как головные боли или нарушения зрения, исчезают. Однако когнитивные и интеллектуальные ограничения обычно сохраняются.
“Наши результаты объясняют, почему это происходит при врожденной гидроцефалии”, – говорит Коланус. – “Повреждение происходит не от повышенного давления, а гораздо раньше, во время эмбрионального развития мозга.”
Это открытие может также иметь терапевтические последствия. Например, установка шунтирующей системы не лишена рисков. Тем не менее, многие медицинские работники советуют это делать, потому что они опасаются, что в противном случае аномалии мозга увеличатся.
“Однако эта процедура, вероятно, полезна не во всех случаях у детей”, – говорит Коланус.
В будущем также можно будет диагностировать гидроцефалию до рождения с помощью генетического тестирования. Тогда целенаправленное раннее вмешательство могло бы предотвратить некоторый ущерб. Однако это состояние вряд ли будет излечимо в обозримом будущем.
“Для этого потребуется генная терапия эмбриона в утробе матери”, – объясняет Коланус.”Прямо сейчас это было бы слишком рискованно и к тому же юридически невозможно.”
Читайте далее: Гидроцефалия часто вызывается нарушением развития мозга