Выявлены подсказки об изоляции мозга в модели детского синдрома обструктивного апноэ сна, связывающие изменения миелина с двигательными трудностями

Исследование, опубликованное в журнале Experimental Neurology, предоставляет новые сведения о биологических изменениях, лежащих в основе трудностей с выполнением точных мелких движений, наблюдаемых при детском синдроме обструктивного апноэ сна (ДСОАС).

Исследователи из Медицинского колледжа Бэйлора, детской больницы Техаса и сотрудничающих учреждений работали с модели на мышах ДСОАС, которая демонстрировала дефициты мелкой моторики. Их исследование выявило клеточные и молекулярные различия у мышей с ДСОАС по сравнению с мышами без этого состояния, которые могут способствовать нарушениям мелких движений при ДСОАС. Полученные результаты обеспечивают улучшенное понимание состояния и возможность разработки потенциальных методов лечения.

«ДСОАС поражает примерно 20% детей», — сказал соответствующий автор доктор Арвинд Чандракантан, профессор анестезиологии в Бэйлоре и детской больнице Техаса.

«Эти дети обычно чувствуют себя крайне усталыми и сонными в течение дня — даже после полноценного ночного сна. Они также проявляют трудности с планированием, концентрацией и запоминанием инструкций, а также имеют проблемы с контролем импульсов и поведением. У них также есть трудности с координацией глаз и рук, а также проблемы с полостью рта, челюстью и лицом, которые влияют на их способность дышать, есть, говорить и выражать эмоции».

Поскольку ДСОАС поражает детей в ключевые периоды роста и развития, эти нарушения имеют долгосрочные последствия для нейроразвития. Например, дети с нарушением контроля движений показывают задержки в достижении нейроразвивающих вех, таких как самостоятельное питание и письмо.

«Нашей целью была характеристика клеточных и молекулярных изменений, связанных с ДСОАС, чтобы выявить потенциальные движущие силы этого состояния, которые могут привести к будущим методам лечения», — сказал Чандракантан.

Исследователи использовали модель ДСОАС на мышах, которую они ранее разработали. Они обнаружили, что у этих мышей были дефициты мелких движений без изменений в крупных движениях, что также характерно для детей с этим состоянием.

Используя методы визуализации, группа подтвердила аномалии в нейральных связях в различных областях мозга, которые были похожи на те, что наблюдаются у детей с ДСОАС.

«Затем мы внимательнее посмотрели на мозги мышей с ДСОАС», — сказал Чандракантан. «Наши предыдущие исследования выявили, что наша модель на мышах имела дефициты в гиппокампе и обонятельной луковице. Мы обнаружили меньше нейральных прогениторных клеток и нарушенную интеграцию в существующие нейральные цепи в этих областях мозга. Затем мы предположили, что другие области мозга также могут быть поражены аналогичным образом».

В текущем исследовании группа сосредоточилась на мозолистом теле (МТ), области, расположенной между полушариями мозга, которая облегчает коммуникацию между ними. МТ является неотъемлемым для ключевых функций, таких как еда, ходьба, координация глаз и рук и другие задачи мелкой моторики.

МТ имеет наибольшую концентрацию зрелых олигодендроцитов, клеток, которые производят миелин, защитное жировое покрытие, которое оборачивается вокруг нервных волокон. Нервы передают электрические сигналы туда и обратно между мозгом и остальным телом, чтобы контролировать, когда мы движемся, чувствуем и думаем. Миелин действует как пластиковая изоляция в электрическом кабеле; без него электрические сигналы мозга замедлились бы.

«Эффективная высокоскоростная нейронная сигнализация критична для приобретения и выполнения быстрых двигательных навыков нейроразвития в детстве», — сказал Чандракантан. «Мы проверили идею, что двигательные нарушения в нашей модели являются результатом изменений олигодендроцитов в МТ».

Исследователи обнаружили меньше клеток-предшественников олигодендроцитов (КПО) без снижения зрелых олигодендроцитов в МТ мышей с ДСОАС по сравнению с нормальными мышами. Уменьшенная функциональная связность, которую они обнаружили ранее, была связана с снижением КПО.

«Наш следующий шаг был изучить гены, экспрессируемые олигодендроцитами, и мы обнаружили множество повышенных и пониженных генов, участвующих в функции клетки и дифференциации, в частности миелинизации», — сказал Чандракантан.

«Ген CEBPA был обычно подавлен как в КПО, так и в олигодендроцитах у мышей с ДСОАС. Роль CEBPA в дифференциации и функции олигодендроцитов не была подробно исследована и представляет собой потенциальный будущий механизм для изучения».

Полученные результаты поддерживают идею о том, что молекулярные механизмы нарушения нейронных цепей, обнаруженные в модели ДСОАС, включают потерю миелинизации, которая может способствовать нарушениям мелкой моторики при ДСОАС.

Будущие исследования с использованием этой животной модели ДСОАС могли бы повысить понимание человеческого состояния и привести к методам лечения, которые улучшат результаты для детей с этим заболеванием.