Детские травмы оставляют в мозге не только воспоминания, но и физический след на уровне молекул. Учёные из США нашли конкретный механизм, который превращает ранний стресс в пожизненную уязвимость к тревожности и другим психическим расстройствам. Исследование, опубликованное в журнале Neuron, впервые показывает, как именно невзгоды в детстве «программируют» клетки мозга на чрезмерную реакцию в будущем.

След в «центре вознаграждения»

Команда исследователей сосредоточилась на вентральной тегментальной области (VTA) — участке мозга, который управляет выработкой дофамина. Этот нейромедиатор отвечает за мотивацию, чувство вознаграждения и реакцию на стресс. Опыты проводили на мышах: грызунов подвергали стрессу в раннем возрасте, а затем наблюдали за их поведением и молекулярными изменениями.

Оказалось, что стресс заставляет ДНК внутри нейронов VTA слегка раскручиваться. Чтобы объяснить этот процесс, учёные прибегли к неожиданной аналогии — детской игрушке-пружинке «слинки». В обычном состоянии ДНК плотно свёрнута, как сжатая пружинка. Но после раннего стресса на ней появляются химические метки, которые ослабляют спираль. Гены становятся доступнее для активации — как если бы пружинку слегка растянули и оставили в этом положении.

Когда во взрослом возрасте приходит новый стресс, такие «раскрученные» гены реагируют сильнее, чем у животных без травматичного опыта. Это приводит к дисбалансу дофамина и, как следствие, к повышенной тревожности.

Фермент, который всё запускает

Ключевую роль в этом процессе играет фермент под названием SETD7. Стресс увеличивает его количество в нейронах VTA. Больше SETD7 — больше химических меток H3K4me1, которые помечают ДНК как готовую к раскручиванию. По сути, SETD7 оставляет на геноме «закладки», которые сохраняются годами и делают мозг сверхчувствительным к будущим потрясениям.

Чтобы проверить гипотезу, исследователи провели два эксперимента. В первом они искусственно повысили уровень SETD7 у мышей, которые никогда не испытывали стресса. Такие животные во взрослом возрасте стали хуже переносить нагрузки и демонстрировали более тревожное поведение. Во втором эксперименте SETD7 заблокировали у мышей, переживших ранний стресс. Результат оказался противоположным: эти грызуны стали устойчивее к стрессу, чем контрольная группа.

«Мы обнаружили новый биологический процесс, связывающий неблагоприятный опыт в раннем возрасте с долгосрочной уязвимостью к психическим заболеваниям», — говорит анестезиолог Миган Крид из Медицинской школы Университета Вашингтона в Сент-Луисе. По её словам, находка показывает «физический шрам», оставленный травмой внутри клеток мозга, и даёт учёным конкретную биологическую мишень для разработки новых методов лечения.

Почему эффект стресса «скрытый и широкий»

Нейробиолог Кэтрин Дженсен Пенья из Принстонского института нейронаук объясняет, почему до сих пор не существовало терапии, направленной на последствия раннего стресса. «Частично потому, что у нас не было ясной картины, на какие молекулярные механизмы воздействовать», — отмечает она. Новая работа впервые даёт такую картину.

Пенья подчёркивает ещё одну важную особенность: влияние стресса «латентное и широкое». То есть травма не проявляется сразу, а ждёт подходящего момента — нового стрессового события во взрослой жизни. При этом затронутыми оказываются не отдельные гены, а целые участки генома, что объясняет разнообразие психических проблем, связанных с детскими невзгодами.

От мышей к людям — и к возможной защите

Результаты пока получены только на животных, и их ещё предстоит подтвердить в исследованиях с участием людей. Однако биологические механизмы у мышей и человека во многом схожи, а накопленные данные о последствиях детских травм у людей делают перенос выводов вполне вероятным.

Теперь, когда учёные знают о химических «закладках» в клетках VTA, можно начинать поиск способов воздействовать на них. Разработка лекарств, нацеленных на SETD7 или связанные с ним процессы, займёт годы, но направление определено.

Команда также планирует изучить, могут ли положительные факторы — ранняя социализация, полноценное питание, поддерживающая среда — оказывать обратное влияние на те же нейроны. Если да, это откроет путь к немедикаментозной профилактике.

«Если мы сможем вмешаться с помощью поддерживающего ухода, терапии или социальных ресурсов, чтобы защитить детей в эти чувствительные периоды развития, мы, возможно, сумеем защитить эпигеном — не дать генетической пружинке зафиксироваться в открытом положении и дать развивающемуся мозгу шанс выработать естественную устойчивость», — говорит Пенья.

Исследование опубликовано в журнале Neuron.