До 80 процентов детей с расстройствами аутистического спектра (РАС) испытывают проблемы со сном. Источник этих проблем оставался такой же загадкой, как и точные причины РАС, которые ученые все еще пытаются разгадать. Новое исследование, проведенное группой нейробиологов из Университета штата Вашингтон, приблизило ученых к определению причин нарушения сна при аутизме, что может открыть дверь для будущего лечения, которое принесет облегчение детям с аутизмом и их опекунам.
"Плохой сон является проблемой не только для людей с аутизмом, но также является одной из главных проблем для лиц, осуществляющих уход," сказала Люсия Пейшото, доцент Университета штата Вашингтон Элсон С. Флойд Медицинский колледж и главный исследователь и старший автор исследования. "Кроме того, существует четкая связь между проблемами со сном и серьезностью основных симптомов аутизма, таких как социальные и коммуникативные проблемы и повторяющееся поведение. Если мы сможем найти корень этих проблем со сном, это потенциально может помочь облегчить и другие симптомы аутизма."
Результаты, опубликованные в журнале открытого доступа eLife, показывают, что проблемы со сном у пациентов с расстройством аутистического спектра могут быть связаны с мутацией в гене SHANK3, который, в свою очередь, регулирует гены 24-часового дневного и ночного цикла организма. Их исследование показало, что люди, у которых отсутствовал ген SHANK3, и мыши, у которых отсутствовала часть этого гена, испытывали трудности с засыпанием. Их исследование на мышах также убедительно подтвердило одно возможное объяснение того, почему люди с аутизмом плохо засыпают: дело не в том, что они не сонливы. Они сонливы, но просто не могут заснуть.
Пейшото и ее коллеги применили многоступенчатый подход к своему исследованию. Во-первых, они проанализировали данные о сне пациентов с синдромом Фелана-Макдермида (ПМС), генетическим заболеванием, которое часто идет рука об руку с аутизмом и, как считается, связано с геном SHANK3. Они обнаружили, что пациенты с ПМС, у которых отсутствует ген SHANK3, плохо засыпают и просыпаются несколько раз в течение ночи, начиная с пятилетнего возраста.
"Многие дети с синдромом Фелана-Макдермида спят менее шести часов в сутки, и их сон действительно плохой на протяжении всей жизни, поэтому для них это постоянный источник проблем," сказала научный сотрудник постдокторантуры и соавтор Ханна Шох.
Шоч вместе с соавтором и научным сотрудником с докторской степенью Эшли Ингиози проделали большую часть практической работы для исследования. На следующем этапе Ingiosi изучил сон на мышиной модели ПМС, в которой использовались мыши, у которых отсутствует часть гена Shank3, и контрольные мыши дикого типа.
Когда держали в цикле свет-темнота по 12 часов каждый и давали возможность нормально спать, мыши с мутацией Shank3 проводили больше времени в бодрствовании в конце темного периода, когда ночные мыши обычно спали. Данные также свидетельствуют о снижении качества их глубокого сна.
В последующем эксперименте по депривации сна все мыши не спали в течение первых пяти часов их основной фазы сна.
"Мы обнаружили, что мутантные мыши Shank3 были способны вырабатывать потребность во сне в той же степени, что и мыши дикого типа, что говорит нам об их сонливости," Ингиози сказал. "Но на самом деле им потребовалось в два раза больше времени, чтобы заснуть."
Анализ экспрессии генов у этих мышей показал снижение активности в группе генов, связанных с циркадными часами организма, что помогает поддерживать 24-часовой ритм дня и ночи. Недостаток сна усугубил ситуацию – команда обнаружила, что количество генов, которые не включаются правильно, было в два раза выше у лишенных сна мутантных мышей. Это говорит о том, что лишение сна преувеличивает генетические различия между мутантами Shank3 и мышами дикого типа, сказал Пейшото, что может привести к ухудшению симптомов у людей, имеющих состояния, связанные с мутациями SHANK3, такие как ПМС и аутизм.
В последнем эксперименте изучалось, как изменения в генах циркадных часов влияют на повседневную активность мышей с мутантами Shank3. Они показали, что снижение активности генов циркадных часов не изменило время ежедневных ритмов отдыха и активности у мышей, но, что удивительно, сделало их менее активными.
Последующие исследования, которые должны быть проведены исследовательской группой, будут глубже изучать два вопроса: присутствуют ли проблемы со сном у мышей с мутациями Shank3 при рождении или развиваются с течением времени, и каков механизм, с помощью которого мутации SHANK3 вызывают проблемы со сном.
"Если мы сможем понять молекулярные механизмы, лежащие в основе проблемы со сном у мышей с мутантом Shank3, мы ожидаем, что это также будет иметь прямое отношение к проблемам со сном при аутизме в целом," Пейшото сказал. "И это предложит новые варианты вмешательства."