Развитие аутизма связали с определенными мутациями ДНК митохондрий

Американские ученые уточнили связь между нарушением функций митохондрий и развитием расстройств аутического спектра (РАС). Выяснилось, что определенные типы мутаций митохондриальной ДНК резко повышают риск этих заболеваний. Результаты работы опубликованы в журнале PLOS Genetics.

В нескольких недавних исследованиях (1, 2, 3, 4) была показана возможная связь РАС (аутизма и близких к нему состояний) с нарушением функций митохондрий — клеточных органелл, вырабатывающих энергию в виде АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты) и имеющих собственную ДНК (мтДНК). Тем не менее, генетические основы этой взаимосвязи до сих пор выяснены не были.

Сотрудники Корнелловского и Колумбийского университетов провели анализ митохондриального генома у детей с РАС, их матерей и одного из братьев или сестер, не имеющих схожих расстройств. Всего в исследовании приняли участие 903 подобных тройки.

Выяснилось, что у участников с РАС в среднем на 53 процента чаще встречаются гетероплазмические мутации (присутствие в одной клетке нормальной и мутантной мтДНК), затрагивающие неполиморфные (имеющие постоянную структуру) участки митохондриального генома. Мутации этих участков с большей вероятностью производят патогенный эффект, чем изменения в полиморфных участках.

В соответствии с этим у детей с РАС наблюдалось в 1,5 раза больше несинонимичных мутаций (приводящих к замене аминокислоты в кодируемом белке) и в 2,2 раза больше предсказанных патогенных мутаций, чем у их здоровых братьев или сестер. И несинонимичные, и предсказанные патогенные мутации, которые наблюдались только у участников с РАС, но не у их родственников, оказались связаны с повышенным риском этих расстройств (на 87 и 155 процентов соответственно). Причем эта связь была наиболее выраженной у детей с РАС, имеющих сниженный коэффициент интеллекта или нарушения социального поведения по сравнению с братьями или сестрами.

Дальнейший анализ показал, что наследование гетероплазмий мтДНК с высоким патогенным потенциалом от матери различается между детьми с РАС и их здоровыми братьями или сестрами, а значит, они могут как наследоваться, так и приобретаться в процессе индивидуального (в том числе внутриутробного) развития, пишут исследователи.

Полученные результаты подтверждают связь развития РАС с дисфункцией митохондрий, хотя непосредственные молекулярные механизмы влияния мутаций мтДНК на возникновение и течение этих расстройств еще предстоит выяснить. По мнению ученых, выявление мутаций митохондриального генома в семьях с высоким риском может улучшить диагностику и лечение РАС.

Мутации мтДНК — не единственные генетические нарушения, для которых показана связь с РАС. Так, например, недавно ученые выявили корреляцию между мутациями гена CHD8, регулирующего экспрессию других генов, и развитием этих расстройств. На сегодняшний день известны десятки участков генома, так или иначе связанные с риском РАС. Это подтверждает господствующую в современной медицине теорию о том, что развитие аутизма и схожих расстройств имеет многофакторную природу, включающую нарушения на генетическом, когнитивном и нейронном уровнях.

Олег Лищук