Более 3 миллионов женщин детородного возраста в США и 60 миллионов в мире страдают диабетом - заболеванием, которое возникает при слишком высоком уровне сахара в крови. Даже при контроле с помощью инсулина и поддержании уровня сахара в крови в основном под контролем, материнский диабет может нанести непоправимый вред плоду. Примерно от 300 000 до 400 000 плодов в год от матерей с диабетом развиваются дефекты нервной трубки - когда ткань, которая в конечном итоге формирует головной и спинной мозг, не формируется должным образом, - что может привести к выкидышу или серьезной инвалидности.
Теперь, используя исследования на мышах, исследователи из Медицинской школы Университета Мэриленда (UMSOM) определили механизм, лежащий в основе этих структурных врожденных дефектов , которые, по их словам, связаны с преждевременным старением нервной ткани , прекращением ее роста до того, как она произвела достаточное количество клеток для завершения формирования. нервная трубка .
Исследование, опубликованное 30 июня в журнале Science Advances , было проведено Центром исследований врожденных дефектов UMSOM под руководством Пэйсинь Яна, доктора философии, профессора акушерства, гинекологии и репродуктивных наук, директора Центра исследований врожденных пороков. и вице-председатель по исследованиям в отделе, и Э. Альберт Рис, доктор медицины, доктор философии, магистр делового администрирования, исполнительный вице-президент по медицинским вопросам, Университет штата Балтимор, а также Джон З. и Акико К. Бауэрс, заслуженный профессор и декан UMSOM .
«Хотя диабет - это заболевание, обычно связанное с пожилым населением, современная эпидемия диабета среди молодых людей в значительной степени подпитывается ожирением и малоподвижностью. В то же время диабет влияет на многие заболевания, связанные со старением, и теперь мы знаем, что высокий уровень крови глюкоза, по-видимому, вызывает или усиливает преждевременное старение эмбриона », - сказал д-р Ян. "На протяжении многих десятилетий наша гипотеза заключалась в том, что преждевременное старение, известное как старение, происходит у плодов матерей с диабетом и частично вызывает эти врожденные дефекты. Только недавно у нас были инструменты и технологии для быть в состоянии проверить нашу гипотезу ".
Маркеры преждевременного старения (синий) обнаружены в нервных трубках эмбрионов мышей от матерей с диабетом (справа), а не в эмбрионах от здоровых матерей (слева). Предоставлено: Пэйсинь Ян.
Определение точного механизма того, как материнский диабет приводит к этим и другим видам врожденных дефектов у плода, является первым шагом к определению способа предотвращения этих аномалий. В ходе исследования исследователи смогли замедлить процесс старения в ткани с помощью лекарства от рака, что позволило нервной трубке полностью сформироваться у детенышей мышей, рожденных от мышей с мутациями, имитирующими диабет.
Их результаты предполагают, что могут быть разработаны более специализированные методы лечения для предотвращения выкидышей или врожденных дефектов у детей, рожденных от матерей с диабетом.
Во-первых, исследовательская группа показала, что ткань нервной трубки у 8-дневных мышей от матерей с диабетом содержала маркеры преждевременного старения. Эти маркеры не были обнаружены у щенков от матерей, не страдающих диабетом. Затем исследователи обнаружили, что клетки с маркерами преждевременного старения секретируют множество других химических сигналов, которые заставляют соседние клетки умирать.
Затем исследователи обработали детенышей мышей от матерей с диабетом лекарством от рака рапамицином, которое, как известно, предотвращает передачу токсичных химических сигналов преждевременно стареющими клетками. Они обнаружили, что у детенышей мышей, получавших рапамицин, нервные трубки были полностью сформированы, как у детенышей, рожденных от матерей без диабета.
«Этот препарат, по сути, заставлял стареющие клетки вести себя нормально, - сказал д-р Ян. К сожалению, рапамицин влияет на слишком многие другие клеточные процессы и может быть токсичным, поэтому он не может быть эффективным лечением для предотвращения дефектов нервной трубки у младенцев.
«Наш следующий шаг - выяснить, вызваны ли врожденные дефекты сердца и почек у плодов, рожденных от матерей с диабетом, одним и тем же механизмом старения. Если это так, то можно предположить, что мы можем разработать одно лечение, более специализированное для этих процессов развития. чтобы предотвратить этот спектр врожденных дефектов », - сказал Дин Рис. «Поскольку у матерей с диабетом у детей в пять раз больше врожденных дефектов по сравнению с населением в целом, а заболеваемость диабетом постоянно растет, крайне важно, чтобы мы разработали способы предотвращения инвалидности и содействия здоровым родам».
Среди других авторов - Ченг Сюй, доктор философии, научный сотрудник отделения акушерства, гинекологии и репродуктивных наук; Вей-Бин Шен, доктор философии, доцент кафедры акушерства, гинекологии и репродуктивных наук, и Кристофер Харман, доктор медицины, Сильван Фриман, доктор медицинских наук, профессор и заведующий кафедрой акушерства, гинекологии и репродуктивных наук в UMSOM, вместе с Санджаем Каушал из Анн. И Детская больница Роберта Х. Лурье в Чикаго, и Хидетоши Хасува из Университета Кейо.
