Ученые раскрыли механизмы недоразвития мозга при микроцефалии

Аномальное недоразвитие черепа и мозга при микроцефалии давно интригует врачей и ученых. Однако стремительное распространение вируса Зика, способного вызывать ее у растущего плода заболевшей женщины, вывело эту проблему в число наиболее актуальных медицинских проблем. В новом номере American Journal of Human Genetics вышли сразу две статьи, посвященные решению этой задачи.

Авторы обеих работ обращают внимание на цитронкиназу (CIT), функции которой исключительно важны для нормального роста и развития организма. CIT – крупный и сложный белок, состоящий из нескольких доменов. Он играет ключевую роль в процессе цитотомии – окончательного расхождения двух дочерних клеток на последних фазах клеточного деления. Ранее эксперименты, поставленные на лабораторных животных, показали, что нарушения в работе гена Cit могут приводить у них к развитию микроцефалии. Авторы первой работы показали, что то же может происходить и у людей. Больные микроцефалией получают две копии мутировавшего, поврежденного гена Cit, и препараты их недоразвившегося мозга содержат множество не до конца разделившихся, многоядерных нейронов.

Авторы второй статьи изучили историю этой болезни у людей – представителей трех семейств из Турции, Франции и Египта, в которых то и дело возникают случаи микроцефалии. Работа показала, что их хромосомы содержат гомозиготные мутации гена Cit, приводящие к замене исключительно важных для работы белка аминокислот. Получив образцы таких мутантных клеток, ученые трансформировали их – обратили вспять их развитие, получив «молодые», еще не дифференцировавшиеся в какую-то определенную ткань индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC). Затем авторы направили их развитие по пути, который должен завершиться образованием зрелых нейронов. Однако все пошло не так: нарушения в работе цитронкиназы привели к серьезным аномалиям в процессах клеточного деления, нарушениям при формировании новых клеток и их повышенной смертности.

Обе работы указывают на весьма вероятный молекулярный механизм развития микроцефалии и некоторых других аномалий мозга. В ближайшее время ученые планируют рассмотреть происходящее «в пробирке», попытавшись вырастить из тех же стволовых клеток структуры мозга. По крайней мере, настолько, насколько позволит их нарушенные способности к делению.