Невидимые курьеры: как крошечные пузырьки в крови матери рассказывают о развитии мозга плода

Внутри нас непрерывно происходит коммуникация: клетки обмениваются друг с другом различной информацией, передавая сложные инструкции. Но как именно они это делают? С помощью чего? Долгое время этот процесс оставался загадкой. Сегодня ученые знают: главные посредники в этом общении — внеклеточные везикулы.

Если вы планируете беременность или уже ждете малыша, то наверняка слышали о таких осложнениях, как плацентарная недостаточность или задержка роста плода (ЗРП). Однако мало кто знает, что ключ к пониманию этих состояний и их влияния на головной мозг ребенка скрыт в микроскопических частицах, которые можно обнаружить в обычном анализе крови беременной. Мы уже писали, что благодаря везикулам врачи научились оценивать состояние ребенка еще до его появления на свет. А теперь попробуем разобраться в том, что же они из себя представляют.

Представьте себе почтовый конверт размером в сто раз меньше обычной бактерии. Внутри него — не письмо, а сложный набор белков, липидов и генетического кода (РНК). Этот «конверт» и есть внеклеточная везикула.

Впервые их обнаружили еще в 1967 году и назвали «тромбоцитарной пылью». Сегодня мы знаем, что эти частицы выделяются практически любыми клетками организма — от архей до человека. Эволюция сохранила этот механизм связи на протяжении миллиардов лет, что говорит о его критической важности.

Везикулы бывают трех основных типов:
экзосомы (самые маленькие, 30–100 нм) — образуются глубоко внутри клетки и выходят наружу, когда клетка «решает» передать важное сообщение.
микровезикулы (они крупнее, до 1000 нм) — словно почки, отпочковываются прямо от внешней мембраны клетки.
апоптотические тельца (самые большие) — образуются, когда клетка завершает свой жизненный цикл и «самоликвидируется».

Во время беременности плацента работает не только как фильтр, но и как активный «переговорный пункт». Клетки плаценты (синцитиотрофобласт) секретируют огромное количество везикул. При этом увеличивая их синтез со сроком беременности. Эти частицы свободно циркулируют в крови матери, начиная уже с шестой недели беременности.

Они выполняют жизненно важную миссию: обеспечивают иммунологическую и сосудистую адаптацию организма матери к вынашиванию. Проще говоря, «успокаивают» иммунитет беременной для того, чтобы тот не воспринимал ребенка как «чужое», и помогают перестраивать кровеносную систему.

Однако при таких осложнениях, как преэклампсия, сахарном диабете беременных или задержке роста плода, количество и, что самое важное, содержимое этих везикул меняется. Они начинают давать «токсичные» сигналы.

Главная проблема перинатальной медицины заключается в том, что мы долгое время не могли заглянуть в головной мозг плода, не рискуя его здоровьем. Известным методом диагностики является магнитно-резонансная томография (МРТ), которая во время беременности возможна только с 18 недель, но при этом не всегда доступна. В то время как анализ крови беременной может дать информацию о состоянии здоровья женщины, но не о неврологическом статусе еще нерожденного ребенка.

Нервные клетки (нейроны, астроциты, микроглия) также способны создавать везикулы. У них есть уникальная способность: проходить через гематоэнцефалический барьер (защиту головного мозга) и плацентарный барьер, попадая из кровотока плода в кровоток матери, при этом сохраняя свою специфику и словно намекая о своем происхождении: «Я родом из головного мозга малыша».

Ранее мы рассказывали об исследовании российских ученых из ФГБУ «НМИЦ акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова» МЗ РФ и возможностях «жидкостной биопсии» головного мозга в перинатологии. Теперь вместо того чтобы внедряться в загадочный внутриутробный мир ребенка, врачи могут просто взять кровь у беременной женщины и выделить из нее эти особые везикулы, что позволит понять, что именно происходит с центральной нервной системой (ЦНС) еще нерожденного малыша.

Но что именно ищут ученые в этих микроскопических пузырьках? Во-первых, маркеры воспаления. При плацентарной дисфункции может возникнуть воспаление по оси «плацента — плод — мозг». Везикулы, выделяемые воспаленными клетками микроглии, могут проникать в нейроны и вызывать изменения в структуре синапсов (мест соединения нервных клеток), нарушая тем самым формирование правильных связей в головном мозге плода.

Во-вторых, микроРНК — это крошечные молекулы, которые регулируют работу генов. Исследования показывают: при воздействии вредных факторов (например, этанола на ранних сроках) в фетальных нейрональных экзосомах резко снижается уровень ключевой микроРНК (miR-9), отвечающей за рождение новых нейронов (нейрогенез).

И в-третьих, синаптические белки. Снижение уровня определенных белков в экзосомах говорит о том, что процесс формирования связей между нейронами идет неправильно.

Сегодня технология выделения фетальных нейрональных экзосом из крови матери уже не фантастика, а реальность, подтвержденная клиническими исследованиями.

Для будущих мам и врачей это значит следующее: в ближайшем будущем мы сможем не просто констатировать факт задержки роста плода, но и с высокой точностью определять, страдает ли от этого головной мозг ребенка, и насколько высока вероятность неврологических нарушений (от детского церебрального паралича до синдрома дефицита внимания) в долгосрочной перспективе.

Внеклеточные везикулы — это не просто клеточный «мусор», как считалось раньше. Это сложнейшая система коммуникации. Изучая их, ученые учатся понимать «язык» клеток плода, не нанося ему никакого вреда. Для медицины это шанс создать условия для более безопасного ведения беременности, а для тысяч семей — возможность предотвратить тяжелые нарушения развития и подарить ребенку здоровое будущее.

Информация носит общий характер и не заменяет консультацию врача.

Статья подготовлена на основе материала: Кан Н.Е., Леонова А.А., Гусар В.А., Тютюнник В.Л. «Внеклеточные везикулы — биомаркеры патологии центральной нервной системы плода при плацентарной дисфункции». Акушерство и гинекология, 2024.