Биологи обнаружили, что появление лишней копии 21-й хромосомы резко ускоряет старение будущих нервных клеток на первых стадиях развития зародыша. Это может объяснять, почему у людей с синдромом Дауна задерживается умственное развитие. Результаты исследования опубликовал научный журнал Cell Stem Cell.
“Аномалии в жизнедеятельности будущих нейронов, о которых мы узнали в ходе исследования, по своей сути очень похожи на то, что происходит с человеческими клетками при их старении. Это указывает, что причиной многих нейрофизиологических отклонений, характерных для носителей синдрома Дауна, может быть ускоренное старение нейронов в развивающемся мозге зародыша”, – рассказал один из авторов исследования, доцент Массачусетского технологического института Хиру Мехарена.
Синдром Дауна – это генетическая патология, в результате которой в ДНК человека содержится не две копии 21-й хромосомы, как обычно, а три. В результате нарушается работа генов, которые отвечают за формирование и работу мозга, из-за чего носители синдрома Дауна отстают от сверстников в умственном развитии с самых первых дней жизни.
Мехарена и его коллеги заинтересовались, как появление 47-й хромосомы влияет на формирование нервных клеток на первых стадиях развития зародыша. Для этого ученые вырастили “заготовки” нейронов из стволовых клеток здоровых людей и носителей синдрома Дауна и изучили их жизнедеятельность.
Наблюдая за развитием будущих клеток мозга у носителей синдрома Дауна, ученые обнаружили ранее неизвестную аномалию, которая проявляется задолго до рождения ребенка. Наличие третьей копии 21-й хромосомы в заготовках нервных клеток заметным образом меняло то, как ДНК “упакована” внутри их ядра.
В результате менялся уровень активности генов и “заготовки” нейронов переходили в состояние, очень похожее на то, в котором находятся престарелые клетки в организме пожилых людей. Как правило, после перехода в этот режим клетки фактически “уходят на пенсию” и перестают играть существенную роль в работе организма.
Мехарена и его коллеги проверили, что произойдет, если сенолитиками удалить “состарившиеся” эмбриональные клетки. Эта процедура нормализовала развитие культур заготовок нейронов и ликвидировала многие аномалии в их жизнедеятельности, в том числе необычный характер их миграций.
Нечто похожее, по мнению ученых, можно осуществить и внутри зародышей с лишней копией 21-й хромосомы. Гипотетически это должно защитить будущих детей от нарушений в работе их нервной системы. Ученые надеются, что смогут проверить эту гипотезу в дальнейших опытах на животных и найдут безопасный способ осуществить подобную процедуру на практике.
Источник: nauka.tass.ru