Прорыв в пренатальной диагностике: ученые нашли способ оценить риск повреждения мозга будущего ребенка через кровь матери

Российские учёные из Национального медицинского исследовательского центра акушерства, гинекологии и перинатологии им. В.И. Кулакова при участии председателя Попечительского совета Общественно полезного фонда поддержки эпигенетических исследований и адресной помощи детям с задержкой развития «Алиса» (далее — Фонд «Алиса») Натальи Кан представили революционный неинвазивный метод для ранней оценки нарушений развития нервной системы у детей с задержкой роста. Результаты пилотного исследования опубликованы в авторитетном международном журнале International Journal of Molecular Sciences.

Предмет исследования

Внутриутробная задержка роста плода (ЗРП) — серьёзное осложнение беременности, затрагивающее до 10% будущих мам. Оно возникает из-за плацентарной недостаточности, которая лишает ребенка кислорода и питательных веществ. Особенно опасна ранняя задержка (до 32-й недели гестации), так как именно в этот период идёт активное формирование мозга. Дети с ранней задержкой рождаются не только маловесными, но и имеют высокий риск неврологических нарушений, проблем с обучением и развитием в будущем.

До сих пор основным инструментом наблюдения за состоянием ребенка в утробе матери было УЗИ с допплерографией, оценивающее кровоток. Однако эти методы не могут напрямую «увидеть» молекулярные признаки начинающегося повреждения нейронов.

Новый подход

Исследовательская группа предложила принципиально новый способ заглянуть в развивающийся мозг. Они сфокусировались на фетальных нейрональных экзосомах — микроскопических внеклеточных везикулах, которые клетки мозга ребенка выделяют в кровоток. Везикулы проходят через плацентарный барьер и попадают в кровь матери, неся на себе «отпечаток» состояния нейронов будущего ребенка.

Задача ученых заключалась в том, чтобы «поймать» именно нейрональные экзосомы развивающегося малыша среди миллиардов других частиц в крови матери. Для этого они использовали метод иммунопреципитации с антителом к белку TAG1/Contactin2, который в больших количествах выявляется на поверхности нейронов именно во внутриутробном периоде.

В исследовании сравнили образцы крови восьми беременных с диагнозом ранней ЗРП и восьми женщин с нормально протекающей беременностью. В выделенных фетальных нейрональных экзосомах провели анализ экспрессии ключевых белков.

Главные находки ученых

Впервые было показано, что при ЗРП в нейрональных экзосомах повышены уровни белков, связанных с сумолизацией (SUMO1, UBC9) и неддиляцией (NEDD8, UBC12). Это процессы «меток», которые клетка добавляет к белкам, меняя их функцию, стабильность и локализацию. Их активация может быть как защитной реакцией мозга малыша на гипоксию, так и признаком патологического стресса.

Кроме того, по мнению ученых, изменения в белковом составе экзосом были тесно связаны с исходами для новорождённых. Например, низкий уровень pro-BDNF коррелировал с низкими баллами по шкале Апгар и меньшим ростом ребёнка, а изменения в UBC9 — с нарушениями кровотока в маточных артериях.

Значение и перспективы

Это первое в мире исследование, демонстрирующее возможность неинвазивно, по анализу крови матери, оценивать молекулярные маркеры дисфункции мозга у ребенка с задержкой роста.

«Наша работа открывает новую страницу в пренатальном мониторинге, — отмечают авторы. — Анализ фетальных нейрональных экзосом даёт уникальную возможность обнаруживать признаки неврологического неблагополучия на самых ранних стадиях, когда потенциально еще возможно вмешательство».

Несмотря на небольшой размер выборки, характерный для пилотных исследований, полученные данные имеют хорошие перспективы. Они прокладывают путь к созданию новых диагностических панелей для прогнозирования перинатального повреждения мозга и, в долгосрочной перспективе, к поиску методов коррекции выявленных нарушений.

Исследование выполнено при поддержке Фонда «Алиса».