Как воспаление во время беременности может влиять на развитие мозга плода

Повышенная активность иммунной системы во время беременности связана с более высоким риском нарушений развития мозга у ребёнка. Однако механизмы этой связи пока изучены недостаточно. Новая работа на цереброидах - небольших трёхмерных фрагментах развивающейся коры человеческого мозга - указывает на один из возможных биологических путей.

Авторы подчёркивают: исследование не доказывает, что воспаление у беременной вызывает нарушения нейроразвития. Оно лишь показывает, как отдельный воспалительный сигнал может менять развитие ткани мозга в лабораторных условиях.

Что такое цереброиды

Для изучения развивающегося мозга часто используют органоиды. Это упрощённые модели органов, которые выращивают из стволовых клеток. Но они не всегда точно воспроизводят сложную клеточную структуру и среду настоящей ткани.

Поэтому исследователи создали другую модель - цереброиды. Это небольшие трёхмерные фрагменты мозговой ткани, которые поддерживают вне организма в контролируемой питательной среде. Такие образцы сохраняют значительную часть структуры, клеточного разнообразия и организации, характерных для развивающейся коры человеческого мозга.

Для работы использовали ткань дорсолатеральной префронтальной коры плода, полученную после добровольного прерывания беременности. Цереброиды позволили напрямую наблюдать, как воспалительные сигналы воздействуют на раннее развитие коры.

Как проводили эксперимент

Образцы подвергли воздействию IL-17A. Это сигнальный белок, участвующий в воспалении и связанный с активацией иммунной системы матери.

Что именно хотели выяснить учёные? Они проверяли, изменятся ли толщина и складчатость ткани, а также образование и созревание нейронов. Для этого команда использовала микроскопию, маркировку клеток, секвенирование РНК и протеомный анализ - исследование набора белков в образцах.

После воздействия IL-17A развивающаяся кора начала формировать складки раньше времени. Одновременно увеличилась её толщина, а образование и созревание нейронов ускорились.

Исследователи также обнаружили, что IL-17A напрямую действует на нервные стволовые клетки. С наблюдаемыми изменениями была связана продолжительная активация сигнального пути NF-κB - системы молекулярных сигналов внутри клеток. Когда этот путь блокировали, многие эффекты IL-17A в цереброидах исчезали или становились менее выраженными.

Что означают результаты

Работа описывает возможный механизм, через который воспалительные сигналы могут влиять на раннее формирование человеческого мозга. Но переносить результаты лабораторного эксперимента на течение беременности или здоровье ребёнка напрямую нельзя.

Цереброиды остаются экспериментальной моделью. В этом исследовании учёные воздействовали на ткань одним конкретным белком и наблюдали реакцию развивающейся коры вне организма. Результаты не показывают, что воспаление обязательно приводит к нарушениям нейроразвития, и не позволяют делать клинические выводы.

Что будут изучать дальше

Следующий шаг - подробнее разобраться, как на воспалительные сигналы реагируют разные клетки развивающегося мозга. Среди них собственные иммунные клетки мозга, формирующиеся кровеносные сосуды и специализированные нервные стволовые клетки, которые участвуют в росте и формировании коры.

Команда также планирует создать цереброиды из других отделов развивающегося мозга. Это позволит проверить, одинаково ли разные области реагируют на иммунные сигналы и факторы окружающей среды.

Полученные данные могут использоваться для создания более сложных органоидов и ассемблоидов - лабораторных моделей, объединяющих несколько типов тканей или участков. Пока же главный вывод остаётся осторожным: эксперимент выявил возможный путь воздействия IL-17A на развивающуюся кору мозга, но его роль во время беременности ещё предстоит подтвердить в дальнейших исследованиях.

Источник: Medical Xpress