И снова о вредных привычках: влияние алкоголя на мозг будущего ребёнка

Каждая будущая мама знает: алкоголь во время беременности опасен. Но что именно происходит с нервной системой ребёнка, когда женщина употребляет алкоголь во время беременности? И почему алкоголь может быть одной из причин развития задержки роста плода (ЗРП). До недавнего времени ответить на этот вопрос можно было лишь путем экспериментальных исследований. Учёные из Университета Темпл (США), применив неинвазивный метод, оценили состояние нейронов ребёнка уже в первом триместре беременности, используя кровь матери.

Алкоголь (этанол) — один из самых известных нейротоксинов. Его внутриутробное воздействие может привести к фетальному алкогольному синдрому (ФАС), который проявляется задержкой роста, характерными чертами лица и, главное, серьёзными нарушениями в работе головного мозга: от когнитивных нарушений, синдрома дефицита внимания и гиперактивности до аутизма.

Однако большая часть знаний о механизмах такого повреждения получена в экспериментальных исследованиях на животных или культуре клеток. Изучение влияния алкоголя на внутриутробное развитие ребёнка долгое время оставалось вне зоны досягаемости учёных: не только в силу этических ограничений, но и по вполне понятным научным причинам: стандартные методы (УЗИ, амниоцентез) дают лишь косвенную информацию о структуре головного мозга, но не о том, как работают нейроны и какие защитные механизмы у них включены.

Исследователи Университета Темпл во главе с Лорой Гётцль решили восполнить этот пробел. Их работа, опубликованная в «Annals of Clinical and Translational Neurology», предлагает простой и безопасный способ оценивать здоровье нервной системы ребенка буквально по капле крови беременной женщины.

В основе метода лежит веделение экзосом из крови беременной. Экзосомы — это микроскопические частицы, которые выделяют практически все клетки организма. Они содержат белки, РНК и другие молекулы, отражающие состояние «родительской» клетки, и способны проходить через биологические барьеры — в том числе через плаценту и незрелый гематоэнцефалический барьер плода — а затем попадать в кровоток матери.

Авторы исследования сосредоточились на «нейрональных экзосомах», которые выделяются именно нервными клетками головного мозга плода. Чтобы извлечь их из крови матери и быть уверенными, что они не принадлежат ни материнским нейронам, ни плаценте, учёные использовали особый «якорь» — белок Contactin‑2/TAG1.

Этот белок появляется на поверхности растущих нейронов только на ранних этапах внутриутробного развития, образуя основу нервной системы плода. Во взрослом мозге он практически не встречается. Используя антитела к Contactin‑2, исследователи выделили из плазмы беременных женщин именно «фетальные нейрональные экзосомы (ФНЭ)».

В исследовании участвовали три группы:
— здоровые беременные (на первом‑втором триместре беременности);
— беременные с подтверждённым тяжёлым употреблением этанола (фетальный алкогольный синдром);
— небеременные женщины (контрольная группа).

Учёные подтвердили, что выделенные экзосомы действительно имеют плодовое происхождение: в них присутствовал фетальный маркер Sonic Hedgehog и отсутствовал плацентарный белок PSG‑1. Количество самих экзосом у беременных было в десятки раз выше, чем у небеременных.

Затем авторы измерили в полученных экзосомах уровень трёх ключевых белков, отвечающих за «выживаемость нейронов» в условиях стресса:
• HSF1 (фактор теплового шока) — активирует защитные механизмы клетки при любом повреждающем воздействии;
• Bcl‑XL — блокирует запуск апоптоза (запрограммированной гибели клетки) в митохондриях нейронов;
• REST — поддерживает работу множества нейропротекторных генов и подавляет процессы, ведущие к дегенерации.

Результат оказался впечатляющим. У женщин, употреблявших алкоголь во время беременности, уровни всех трёх защитных белков в фетальных экзосомах были значимо ниже, чем в группе здоровых беременных. Наибольшая разница наблюдалась для белка REST: его концентрация снижалась настолько, что значения двух групп практически не пересекались. Иными словами, нейроны ребёнка, подвергшегося действию этанола во время беременности, уже в первом триместре демонстрируют сниженную способность клеток головного мозга противостоять повреждению. Это может быть одной из причин последующих когнитивных нарушений.

Почему это важно для акушерства и неврологии? До сих пор никто не мог заглянуть внутрь развивающегося головного мозга человека на ранних сроках беременности без инвазивных процедур. Метод, используемый учёными, позволяет:
• диагностировать нейротоксическое воздействие на клетки головного мозга плода (алкоголь, инфекции, некоторые лекарства) уже на ранних сроках беременности.
• понять механизмы повреждения нейронов головного мозга плода.
• оценивать эффективность профилактических мер, например, витаминных комплексов или программ по отказу от вредных привычек, наблюдая за динамикой защитных белков в экзосомах плода.
• прогнозировать риски аутизма, СДВГ и других расстройств нейропсихического развития, которые нередко связывают с внутриутробными факторами.

Исследование Лоры Гётцль и её коллег напоминает: диагностика нарушений развития головного мозга начинается не после появления малыша на свет, а задолго до этого. И начинается она с одного маленького анализа крови беременной.

Информация носит общий характер и не заменяет консультацию врача.

Статья подготовлена на основе материала: Goetzl L., Darbinian N., Goetzl E.J. Novel window on early human neurodevelopment via fetal exosomes in maternal blood. «Annals of Clinical and Translational Neurology», 2016; 3(5): 381–385. doi: 10.1002/acn3.296