В исследовании, проведенном в Гавайском университете в Маноа, исследователи из Медицинской школы имени Джона А. Бернса (JABSOM) обнаружили механистическую связь между ожирением матери до беременности и поведенческими последствиями, связанными с аутизмом, у потомства.

Исследование, проведенное под руководством профессоров доктора Алики К. Маунакеа и доктора Моники Уорд с кафедры анатомии, биохимии и физиологии Института исследований биогенеза Янагимати (YIBR), проливает новый свет на то, как здоровье матери, еще до зачатия, может программировать долгосрочные траектории развития нервной системы у детей. Работа опубликована в журнале Cells .

Исследователи продемонстрировали, что вызванные ожирением изменения в метаболической среде матери приводят к длительным эпигенетическим изменениям в ооцитах — предшественниках яйцеклеток. Эти изменения, в частности, изменения в паттернах метилирования ДНК, переносятся в развивающиеся эмбрионы, в конечном итоге нарушая экспрессию критически важных для нейроразвития генов, таких как Homer1. У потомства мужского пола исследование выявило повышенную экспрессию короткой изоформы Homer1a, которая, как известно, нарушает синаптические функции, что приводит к поведению, характерному для расстройств аутистического спектра (РАС).

«Эта работа показывает, как здоровье матери до беременности, а не только во время неё, может глубоко влиять на развитие мозга её ребёнка», — сказал доктор Маунакеа. «Мы с удивлением обнаружили, что даже без прямого контакта с матерью после зачатия эти эпигенетические отпечатки, полученные из яйцеклетки, имели достаточное влияние, чтобы изменить поведение».

Используя модель экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) и переноса эмбрионов, команда отделила влияние ожирения матери до зачатия от влияния во время беременности, что позволило более точно определить, как реализуется раннее эпигенетическое программирование. Поведенческие тесты на самцах мышей-подростках выявили нарушения социального поведения и повторяющиеся паттерны груминга, напоминающие расстройства аутистического спектра (РАС), что коррелирует с изменением регуляции генов в коре головного мозга и гиппокампе.

«Это открытие иллюстрирует основную миссию YIBR», — сказал доктор Уорд. «Используя опыт нашего института в области биологии развития, репродуктивной науки и эпигенетики, мы начинаем понимать, как программирование на ранних этапах жизни может передаваться из поколения в поколение».

Институт исследований биогенеза Янагимати, названный в честь пионера в области репродуктивной биологии доктора Рюдзо Янагимати, способствует междисциплинарному сотрудничеству в области репродуктивной биологии и биологии развития . Данное исследование, отражающее синергию опыта доктора Уорда в области репродуктивной науки и исследований доктора Маунакеа в области нейроэпигенетики, иллюстрирует приверженность института трансляционным открытиям, имеющим долгосрочные последствия для здоровья.

Учитывая рост показателей ожирения и РАС во всем мире, эти результаты могут открыть новые возможности для раннего вмешательства — возможно, даже до зачатия. Исследователи надеются, что в будущих исследованиях будут изучены терапевтические стратегии, которые смогут обратить вспять или смягчить эти последствия с помощью питания или фармакологических средств.