Wczesne etapy życia to czas kluczowy dla rozwoju zachowań społecznych. Choć nie wszystkie jego aspekty są dla nas zrozumiałe, wiemy, że jego przebieg jest niezwykle ważny nie tylko w przypadku ludzi. Większość zwierząt posiada wrodzoną zdolność tworzenia więzi z innymi osobnikami, dzięki której już od najmłodszych lat angażują się w interakcje z rówieśnikami czy opiekunami. Umiejętności te są niezbędne w późniejszym życiu, a ich brak może utrudniać wiele aspektów funkcjonowania. Dlaczego niektórym te wrodzone, naturalne zachowania przychodzą z trudem? Badania zespołu z Uniwersytetu w Utah ujawniło gen istotny dla wczesnych etapów kształtowania zachowań społecznych, a także potencjalne możliwości oddziaływania na powstałe już deficyty w ich zakresie.
Naukowcy podejrzewają, że chociaż zachowania społeczne mogą być zapisane w naszych genach jeszcze przed narodzinami, oddziaływanie czynników środowiskowych – tego, jak i gdzie żyjemy – jest równie znaczące. Badanie zespołu dr. Petersona uwzględniło znaczenie czynników środowiskowych już na etapie rozwoju embrionalnego. Naukowcy stworzyli grupy liczące po dwadzieścia embrionów ryb danio. Począwszy od trzeciego dnia po poczęciu, każda z grup została poddana działaniu jednego z ponad 1000 leków przez okres 72 godzin. Udało się spośród nich wyodrębnić cztery substancje – flumechinę, lewofloksacynę, ofloksacynę oraz kwas oksolinowy – które znacząco obniżały ilość zachowań społecznych wśród ryb danio.
Wyniki wcześniejszych badań dowodzą, że podobny efekt obserwuje się u myszy. Kiedy na działanie wymienionych leków wystawiono ciężarne samice, ich potomstwo w dorosłości prezentowało szereg zachowań odbiegających od normy – miało trudności w komunikacji z rówieśnikami i uporczywie angażowało się w powtarzalne zachowania. Poza podobnym wpływem na zachowanie ryb danio i myszy, leki te mają więcej wspólnych cech. Wszystkie należą do tej samej grupy antybiotyków – fluorochinolonów stosowanych między innymi w leczeniu infekcji górnych i dolnych dróg oddechowych. Ponadto wpływają one między innymi na działanie genu TOP2a, który według hipotezy naukowców, współdziałając z białkiem PRC2, kontroluje działanie grupy genów związanych z zaburzeniami ze spektrum autyzmu wśród ludzi.
Aby lepiej zrozumieć zaobserwowane relacje, zespół dr. Petersona podjął próbę odwrócenia efektu substancji wywołujących deficyty zachowań społecznych. Badacze wykorzystali w tym celu eksperymentalny lek UNC1999 hamujący białko PRC2, oraz leki hamujące działanie genu TOP2a. W obydwu przypadkach rezultaty były podobne – część zachowań społecznych ryb danio została przywrócona, np. chętniej pływały one w pobliżu innych osobników.
“Było to dla nas zaskoczeniem” – przyznaje dr Peterson. – “Uważaliśmy, że skutki zakłóceń prawidłowego rozwoju mózgu na etapie embrionalnym są nieodwracalne.”
Mimo że naukowcom udało się wyodrębnić jedynie cztery związki blokujące działanie genu TOP2A, wiele innych substancji – zarówno leków, jak i naturalnie występujących w środowisku czynników – może mieć podobne działanie. Jednocześnie należy pamiętać, że wniosków płynących z tego badania nie można w prosty sposób przenieść na zależności występujące w organizmie ludzkim.
“Nie mamy żadnych dowodów na to, żę flurochinolony czy jakiekolwiek inne antybiotyki mogą powodować zaburzenia ze spektrum autyzmu u ludzi” – podkreśla dr Peterson. – “Naszym głównym odkryciem jest działanie molekularnej ścieżki warunkującej rozwój społeczny i właśnie temu odkryciu należy poświęcić dalsze badania.”
Na podstawie przesłanek dotyczących roli genu TOP2a oraz białka PRC2 w procesie powstawania deficytów społecznych oraz późniejszego przywracania utraconych zdolności, zespół dr. Petersona może poszukiwać kolejnych substancji o potencjalnie destrukcyjnym wpływie na molekularną ścieżkę rozwoju społecznego, a także tych, które mogą przywracać jej właściwe działanie…
“Możliwe, że wskazane przez nas związki to dopiero czubek góry lodowej, jeśli chodzi o substancje oddziałujące na rozwój umiejętności społecznych na etapie embrionalnym” – sugeruje dr Peterson, zapowiadając dalsze badania, które mają wyjaśnić również sposób, w jaki poszczególne leki przywracają zdolności społeczne w późniejszym życiu.
