Исследователи Центра молекулярной медицины Макса Дельбрюка (MDC) Берлин-Бух в настоящее время определили и описали молекулярный механизм, лежащий в основе наиболее распространенных пороков развития мозга у людей. При голопрозэнцефалии (HPE) передний мозг (проэнцефалон) сформирован не полностью. Здесь ключевую роль играет сайт связывания (рецептор) холестерина. Если этот рецептор неисправен, специфические сигналы не могут быть получены, и передний мозг не может разделиться на два полушария, как доктор Аннабель Крист, профессор Томас Уилноу и доктор Аннет Хаммс теперь показали на мышах (Клетка развития, DOI 10.1016 / j.devcel.2011.11.023)*.

Холестерин имеет плохую репутацию, потому что он может привести к кальцификации сосудов у взрослых (атеросклерозу), а также к сердечным приступам и инсультам. Однако холестерин жизненно важен для эмбрионального развития, поскольку он контролирует развитие центральной нервной системы. Его недостаток может привести к серьезным нарушениям развития переднего мозга (prosencephalon), самой большой области человеческого мозга. Одна из 250 беременностей не доносится из-за этого порока развития, называемого голопрозэнцефалией (HPE). Один из 16000 детей рождается с HPE, самой легкой формой которого является расщелина губы и неба. При тяжелых формах ВПО пострадавшие дети не выживают в первые недели жизни.

HPE может быть вызвано генетическими факторами, но факторы окружающей среды, такие как вирусные инфекции или злоупотребление алкоголем во время беременности, также могут вызывать порок развития. Кроме того, метаболизм холестерина также часто нарушается. Таким образом, пациенты, организм которых не может вырабатывать холестерин из-за генетического нарушения, неизбежно имеют HPE.

Как объяснил профессор Уилноу, человеческий мозг развивается из нервной трубки, простого трубчатого скопления клеток в эмбрионе. Почему дефекты в метаболизме холестерина приводят к нарушению развития нервной трубки и к HPE, до сих пор не до конца понятно. Исследования берлинских исследователей могут дать возможный ключ к разгадке. Они идентифицировали рецептор под названием LRP2, который образуется в нервной трубке и может связывать липопротеины, которые являются транспортной формой холестерина.

Интересно, что этот рецептор также связывает важную сигнальную молекулу развития переднего мозга (sonic hedgehog, сокращенно SHH). Как продемонстрировали исследователи, этот липопротеиновый рецептор стимулирует накопление SHH в нервной трубке в определенном месте и вызывает развитие структур переднего мозга. Теперь исследователи подозревают, что холестерин - прямо или косвенно - играет центральную роль в контроле активности этого нового рецептора, и предполагают, что нарушения в метаболизме холестерина приводят к потере функции этого вспомогательного рецептора для передачи сигналов SHH.