Spożywanie alkoholu w czasie ciąży stanowi istotne zagrożenie dla zdrowego rozwoju nienarodzonego dziecka. Nie jest znana bezpieczna ilość alkoholu w czasie ciąży.
Konsekwencje prenatalnej ekspozycji na alkohol (PAE) są odzwierciedlone w różnych diagnozach, które pojawiają się pod parasolem spektrum płodowych zaburzeń alkoholowych. Na jednym końcu spektrum, deficyty wzrostu i różnice fizyczne definiują płodowy zespół alkoholowy (FAS), ale w większości przypadków nieodwracalne uszkodzenie mózgu prowadzi do zachowania i trudności w nauce nawet bez wpływu fizycznego. Eksperci szacują, że 1,1 do 5 procent amerykańskich dzieci w wieku szkolnym – aż 1 na 20 – może być dotkniętych PAE, a pewien odsetek doświadcza FAS.
Chociaż kliniczne skutki płodowych zaburzeń alkoholowych są dobrze udokumentowane, dokładne efekty molekularne na ludzkiej płodowej korze mózgowej nie są w pełni zrozumiałe. W nowym badaniu, opublikowanym 16 listopada 2022 r. w Molecular Psychiatry, naukowcy z University of California San Diego School of Medicine wykorzystali organoidy ludzkiego mózgu, aby bardziej szczegółowo udokumentować, jak ekspozycja na alkohol upośledza rozwój i funkcjonowanie nowych komórek mózgowych.
„Odkrycia podkreślają szerokie zagrożenie, jakie stanowi ekspozycja na alkohol dla mózgu płodu. Szkody wyrządzone przez alkohol są głębokie i rozległe”, powiedziała Alysson R. Muotri, PhD, profesor na wydziałach pediatrii oraz medycyny komórkowej i molekularnej w UC San Diego School of Medicine.
Muotri jest współautorką badania wraz z Cleberem A. Trujillo, byłym naukowcem w laboratorium Muotri, a obecnie zastępcą dyrektora ds. biologii komórek macierzystych w Vesalius Therapeutics z siedzibą w Massachusetts.
Używając ludzkich indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych, Muotri i współpracownicy stworzyli trójwymiarowe organoidy mózgowe, które rozwijają się podobnie do kortykogenezy u człowieka – formowania zewnętrznych warstw mózgu, które mieszczą wiele funkcji wysokiego poziomu, takich jak rozumowanie, świadome myślenie, kontrola emocjonalna i mowa.
Narażenie na działanie alkoholu w różnych punktach rozwoju mózgu płodu powodowało różne, ale niezmiennie negatywne skutki, od podstawowych zaburzeń procesów komórkowych, do wadliwej budowy architektury mózgu i nieodpowiedniego tworzenia komórek podporowych (gliogeneza) i połączeń między komórkami mózgu (synaptogeneza).
Badacze przeprowadzili zapisy elektrofizjologiczne w celu monitorowania wzorców aktywności elektrycznej w organoidach korowych, dokumentując i potwierdzając upośledzenie funkcji organoidów korowych.
Autorzy powiedzieli, że odkrycia poprawiają poprzednie badania z wykorzystaniem modeli zwierzęcych.
„Przezwyciężają suboptymalną rekapitulację modeli innych niż ludzkie” – powiedział współautor Miguel Del Campo, MD, PhD, profesor nadzwyczajny UC San Diego School of Medicine i genetyk medyczny w Rady Children’s Hospital-San Diego. „W rzeczywistości pokazują, że organoidy są cennym modelem dla lepszej oceny, pełniejszej i głębszej, skutków ekspozycji na alkohol na rozwijający się ludzki mózg”.
Współautor Kenneth L. Jones, MD, profesor pediatrii w UC San Diego School of Medicine, opracował: „To jest kluczowe, ponieważ możemy lepiej zobaczyć, jakie wybitne ścieżki wzrostu i sygnalizacji są zaburzone i być może odkryć nowe cele, aby terapeutycznie utrudnić lub zapobiec neuropatologii prenatalnej ekspozycji na alkohol. Dobrą wiadomością jest to, że niektóre z tych zmian zostały odwrócone za pomocą konkretnych leków eksperymentalnych.”
Współautorami są: Jason W. Adams, Priscilla D. Negraes, Justin Truong, Timothy Tran, Ryan Szeto, Carmen Teodorof i Stephen A. Spector, wszyscy na UC San Diego.
Źródło: University of California – San Diego. Scott LaFee i Nicole Mlynaryk
