«Мы находим эпигенетические изменения, которые присутствуют у большинства пациентов с расстройством аутистического спектра или РАС», — говорит соавтор исследования Шьям Прабхакар из Института генома Сингапура. "Это говорит о том, что, несмотря на огромную неоднородность основных причин аутизма, таких как мутации ДНК и нарушения окружающей среды во время развития, РАС имеет общие молекулярные особенности. Обнадеживает то, что РАС имеет общие молекулярные изменения, потому что это открывает возможность разработки лекарств для исправления этих изменений ».Известно, что различные генетические факторы и факторы окружающей среды способствуют развитию РАС.
Многие исследования были сосредоточены на структурных изменениях генома или вариантах последовательности ДНК в генах, кодирующих белок, но эти мутации редки и составляют лишь небольшую часть случаев. В результате ученые предположили, что эпигенетические модификации — изменения активности генов, которые не влияют на последовательность ДНК — играют важную роль в РАС. Однако многие эпигенетические исследования были сосредоточены на химической модификации ДНК, известной как метилирование, игнорируя другие важные изменения, которые могут повлиять на активность генов, участвующих в психических заболеваниях.
В новом исследовании Прабхакар и соавтор исследования Дэниел Гешвинд из Медицинской школы Дэвида Геффена Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе изучали потенциальную роль ацетилирования гистонов при РАС. Исследователи сосредоточили свой анализ на метке ацетилирования, называемой H3K27ac, потому что она участвует в активации гена. Они выполнили поиск H3K27ac по всему эпигеному в посмертных образцах ткани головного мозга из префронтальной коры, височной коры и коры мозжечка людей с РАС, а также контрольных субъектов в возрасте 10 лет и старше.Результаты показали, что более 68% случаев РАС имели общий паттерн ацетилирования гистонов в 5000 локусах генов, несмотря на широкий спектр генетических и экологических причин РАС.
Анализируя BrainSpan, атлас развивающегося человеческого мозга, они обнаружили, что активация гена примерно через 12 месяцев после рождения, которая соответствует стадии формирования синапсов и созревания нейронов, особенно сильно связана с повышенным ацетилированием в мозге с РАС.«Это первое крупномасштабное исследование того, как ацетилирование гистонов в головном мозге различается между образцами болезни и контрольными образцами, и часть волны новых исследований, изучающих, как эпигеном нарушается при различных заболеваниях», — говорит Гешвинд. «Профилирование эпигенома позволило нам увидеть общие, объединяющие темы в том, что часто считается смесью множества различных болезней, а не одной болезни».
Чтобы достичь этого рубежа, исследователям пришлось преодолеть несколько препятствий. Во-первых, только в последние годы технология секвенирования стала достаточно доступной для такого рода анализа. Они также преодолели серьезные проблемы, чтобы построить надежный экспериментальный и вычислительный конвейер и собрать команду с правильным сочетанием опыта.
Это исследование является частью большой коллекции документов Международного консорциума по эпигенетике человека, которые демонстрируют ценность профилирования эпигенома и раскрывают понимание происхождения и механизмов заболевания, а также потенциальных методов лечения.Хотя это необычное исследование дало понимание молекулярных изменений, присущих аутизму, оно не дало понимания, играют ли эти модификации причинно-следственную роль в РАС или связаны с другими процессами болезни, и как именно они способствуют возникновению различных симптомов. . Авторы планируют дополнительные эксперименты, чтобы проверить эти вопросы.Поскольку эти эпигеномные аномалии указывают на определенные гены и пути, которые изменяются в мозге РАС, некоторые из них могут оказаться новыми мишенями для лекарств.
Более того, исследование предполагает, что эпигенетические препараты, которые все чаще выходят на рынок в результате открытий в области рака, потенциально могут быть перепрофилированы для лечения РАС. «В настоящее время не существует одобренных лекарственных препаратов специально для лечения РАС, но мы надеемся, что исследования, подобные нашему, а также последующая работа, которая, безусловно, необходима, в конечном итоге приведут к новым методам лечения», — говорит Прабхакар.