«Все больше данных свидетельствует о том, что активация иммунной системы, например, вызванная бактериальными и вирусными инфекциями, может играть важную роль при многих заболеваниях мозга», — пояснил Уильям Карлезон, доктор философии, руководитель отдела базовой неврологии в больнице Маклин, и старший автор статьи. «В то время как предыдущие исследования на лабораторных животных показали, что активация иммунной системы во время критических пренатальных (до рождения) периодов развития может позже вызвать основные черты РАС, включая снижение социального взаимодействия, аберрантное общение и усиление повторяющегося поведения, мы хотели оценить, насколько постнатальные ( в младенчестве) активация иммунной системы может также вызывать другие кластеры симптомов, которые часто наблюдаются при РАС и родственных состояниях ».У людей РАС также часто ассоциируется с некоторыми сопутствующими заболеваниями, такими как нарушения сна и судороги. Чтобы определить, может ли ранняя постнатальная активация иммунной системы вызывать подобные эффекты, исследователи Маклина лечили мышей липополисахаридом (ЛПС), химическим веществом, которое имитирует бактериальную инфекцию и вызывает временную (1-3 дня) активацию иммунной системы.
LPS вводили мышам в момент времени (9 дней после рождения), который приближается к стадии развития мозга у людей при рождении после доношенной беременности. Затем мышам имплантировали микропередатчики, которые позволили исследователям собирать непрерывный поток данных о сне, движении мышц и уровнях активности.
Сбор данных продолжался до 12-недельного возраста, т.е. в момент времени, который считается взрослым у мышей.Карлезон, профессор психиатрии в Гарвардской медицинской школе, и его команда обнаружили, что временная активация иммунной системы вскоре после рождения дала два основных результата у взрослых мышей. Во-первых, иммуноактивированные мыши проводят больше времени в медленноволновом сне, фазе сна, часто связанной с системным воспалением. Во-вторых, у мышей также наблюдалось резкое увеличение кратковременных (продолжающихся 2-3 секунды) приступов аномальной активности мозговых волн.
Эти события имели характерные характеристики спайк-волновых разрядов (SWD), типа мозговой активности, подобной эпилепсии, которая не сопровождается припадками всего тела. Хотя SWD происходили в течение дня, они были гораздо более распространены в периоды, когда мыши спали.
Когда они возникали во время бодрствования, они сопровождались полной остановкой поведения — периодом отсутствия движений во всем теле — и сразу же за ними следовало восстановление нормальной мозговой активности и движений. В совокупности эти результаты демонстрируют, что даже короткий период активации иммунной системы в критические периоды раннего развития может оставить долгосрочный след в мозге.«Тот факт, что активация иммунной системы может вызывать эти эффекты сама по себе, без каких-либо сопутствующих травм или травм, дает новое понимание многих путей, которые могут привести к нарушению функции мозга», — сказал Карлезон. «Хотя очевидно, что существуют другие факторы, которые могут вызывать эти типы аномалий, включая генетическую уязвимость, демонстрация того, что активация иммунной системы сама по себе может вызывать эти эффекты, дает новую надежду на методы лечения, которые могут снизить их тяжесть или полностью предотвратить их у некоторых людей».
Хотя исследования Карлезона сосредоточены на моделях животных, его результаты имеют значение для людей. Исследователи считают, что изучение активации иммунной системы на раннем этапе развития у мышей может быть полезным для диагностики определенных заболеваний человека и понимания того, как они развиваются.
Стойкие изменения в медленноволновом сне могут представлять собой биомаркер, который может помочь дифференцировать связанные с иммунной системой психоневрологические состояния от состояний с другими причинами. Между тем, понимание эпилептической активности мозга как во время сна, так и во время бодрствования может быть полезным для разработки улучшенных моделей РАС.
Исследования на людях показали, что до 60% людей с РАС испытывают SWD во время сна, несмотря на отсутствие диагноза клинической эпилепсии, что предполагает точность мышиной модели. SWD во время бодрствования могут напоминать такие состояния, как «абсансы» у людей, которые характеризуются кратковременной потерей сознания, пустым взглядом и прекращением движения и часто путают с невниманием или умственной отсталостью.
«Хотя необходимо провести дополнительные исследования, эти результаты являются значительным шагом вперед в раскрытии тайны РАС и других нарушений развития», — сказал Карлезон.