Хронический стресс во время беременности может быть связан с изменениями в развитии мозга будущего ребенка. Ученые обнаружили, что при стрессе меняется работа плаценты — органа, который обеспечивает обмен веществ между организмом матери и плодом и участвует в регуляции иммунных процессов. О том, как эти изменения могут влиять на развитие нервной системы, — в материале «Известий».

Исследователи Медицинского центра Векснера при Университете штата Огайо изучили, как хронический стресс во время беременности отражается на работе плаценты и активности генов в мозге плода. Результаты опубликованы в журнале Molecular Psychiatry.

Ученые сосредоточились на так называемой оси «плацента — мозг»: плацента не только доставляет плоду кислород и питательные вещества, но и реагирует на гормональные и иммунные сигналы материнского организма, участвуя в регуляции развития.

Тамар Гур, директор исследовательской программы по вопросам женского здоровья и сотрудник Института исследований поведенческой медицины при Университете штата Огайо

Результаты весьма примечательны. Мы обнаружили, что плацента — это не просто пассивный орган. Это активная система коммуникации между матерью и плодом. Наше исследование показывает, что стресс может изменять эту коммуникацию способами, которые могут иметь значение для развития мозга.

На первом этапе ученые изучили плаценты и мозг плодов беременных мышей. Грызунов подвергали стрессу в течение семи дней: каждый день их на два часа помещали в специальные ограничивающие движение контейнеры. Затем исследователи применили секвенирование РНК отдельных клеток, чтобы выяснить, какие процессы меняются в разных типах клеток плаценты. Анализ выявил снижение активности интерфероновых сигнальных путей в нескольких группах иммунных клеток.

Интерфероны — это белки, участвующие, в частности, в противовирусной защите организма.

Одновременно в клетках трофобласта — ткани плаценты, которая участвует в обмене веществ между матерью и плодом, — снизилась активность генов, связанных с окислительным фосфорилированием, процессом выработки клеточной энергии.

Чтобы проверить, как эти изменения отражаются на реакции организма на иммунную нагрузку, ученые дополнительно воздействовали на беременных мышей веществом, имитирующим вирусную инфекцию. У грызунов, испытывавших стресс, реакция интерферона первого типа оказалась ослабленной.

Это указывает на то, что хронический стресс может менять не только активность отдельных генов плаценты, но и ее ответ на сигналы, связанные с иммунной защитой. При этом исследователи не обнаружили значимых изменений в относительном количестве основных типов клеток плаценты: различия касались прежде всего их активности.

Отдельно ученые сравнили изменения в мозге плода при воздействии стресса и при активации иммунной системы матери. Выяснилось, что оба фактора затрагивают некоторые общие сети регуляции генов, в том числе связанные с восстановлением ДНК, формированием синапсов и синтезом белков.

Однако направление изменений различалось: стресс сопровождался молекулярными признаками ускоренного созревания, тогда как иммунная активация была связана с признаками нарушений, возникающих при репликации ДНК. Таким образом, похожие факторы риска могут затрагивать общие процессы развития нервной системы, но воздействовать на них по-разному.

Затем исследователи изучили образцы человеческой плаценты и сопоставили активность генов с показателями воспринимаемого стресса у беременных. Более высокий уровень стресса был связан с изменениями в группах генов, отвечающих за регуляцию структуры хроматина, обработку РНК и организацию внеклеточного матрикса — структуры, которая поддерживает клетки и формирует окружающую их ткань. Некоторые из этих изменений совпадали с результатами экспериментов на мышах.

По словам Гур, ученые также обнаружили, что стресс во время беременности и иммунная активация затрагивали некоторые общие сети генов мозга плода, но в противоположных направлениях. Это позволяет предположить, что разные воздействия на организм матери могут нарушать общие процессы развития разными способами.

Следующим этапом команда планирует проверить, помогут ли изменения отдельных иммунных или энергетических процессов в плаценте защитить развитие мозга плода во время стресса или воздействия факторов, имитирующих инфекцию. Исследователи рассчитывают определить конкретные биологические механизмы, которые связывают состояние матери с развитием нервной системы ребенка, и выяснить, можно ли повлиять на них целенаправленно.

Тамар Гур

Теперь мы знаем, что изменяются сигнальные пути, участвующие в реакции на стресс. Если мы сможем выявить больше таких путей, то, возможно, удастся найти терапевтический подход, который поможет остановить передачу стресса.

При этом авторы подчеркивают, что работа пока не доказывает, что выявленные изменения плаценты непосредственно вызывают нарушения развития мозга у человека. Эксперименты на мышах позволяют изучать возможные механизмы, а результаты анализа человеческих плацент показывают статистические связи.

Для проверки выводов необходимы более масштабные исследования на людях. Также предстоит выяснить, насколько важны сроки возникновения стресса, его интенсивность и продолжительность.