В настоящее время синдром Дауна считается неизлечимой болезнью. Врачи могут предложить лишь диагностику, которая, впрочем, становится все более точной и ранней, чтобы будущие родители могли заранее подготовиться к «солнечному» ребенку.
Но теперь исследователи из Ратгерского университета обнаружили ключевой ген, нацеливание на который приведет к лечению синдрома Дауна, изменив аномальное эмбриональное развитие мозга и обеспечив улучшение когнитивной функции после рождения.В своем эксперименте исследователи получили клетки кожи, собранные у пациентов с синдромом Дауна, и перепрограммировали их в индуцированные человеком плюрипотентные стволовые клетки (hiPSCs). Далее ученые разработали две экспериментальные модели — живой трехмерный «органоид» младенческого человеческого мозга, а на его основе модель мозга мыши с имплантированными hiPSCs.
Было показано, что hiPSCs, полученные от пациентов с синдромом, сверхпродуцируют OLIG2 — нейральные предшественники переднего мозга. Из-за этого церебральные органоиды модели синдрома, избыточно продуцировали специфические подклассы ГАМКергических интернейронов, способных тормозить нашу нервную систему. Из-за нарушения баланса возбуждения-торможения у химерных мышиных моделей развивались когнитивные повреждения — мыши теряли память и способность распознавать объекты.
Оказалось, что баланс торможения можно выправить, нацелившись на ген OLIG2. При подавлении его чрезмерного производства проблемы с памятью и мышлением у мышей прекратились. Они так же хорошо запоминали предметы и находили выход из лабиринта, как и здоровые грызуны. На основе полученных данных исследователи планируют разработку лекарства от синдрома Дауна, сначала для эмбрионов, а потом, возможно, и для взрослых людей.
Комбинация органоидов головного мозга и мышиной модели мозга может быть использована для изучения и других расстройств, например, расстройств аутистического спектра или болезни Альцгеймера. Характерно, что у пациентов с синдромом Дауна часто развивается болезнь Альцгеймера с ранним началом.