Przełomowe badania w tej sprawie zostały opisane w PLOS Biology. Ich autorzy przeprowadzili eksperymenty z udziałem myszy oraz tzw. organoidów. Wróćmy jednak do kwasu walproinowego i jego niepożądanych efektów ubocznych. Związek ten może zaburzać rozwój mózgu w łonie matki, prowadząc do zaburzeń poznawczych i rozwojowych u dzieci. Nawet 30% do 40% niemowląt narażonych na działanie leku w czasie ciąży doświadcza takich problemów, wliczając w to objawy ze spektrum autyzmu.
Kwas walproinowy wywołuje zmiany u nawet 30-40% dzieci narażonych na jego działanie
Wspomniany związek stosowano już w latach 60. ubiegłego wieku jako lek przeciwdrgawkowy. Dopiero dwie dekady później stało się jasne, że podawanie leków zawierających kwas walproinowy może w pewnych okolicznościach wywoływać niechciane konsekwencje. Jak wykazały badania prowadzone na małpach, zaburzenia rozwojowe związane z podawaniem tego środka wydają się występować mniej więcej w czasie, gdy tworzy się tzw. cewa nerwowa. U ludzi ma to zazwyczaj miejsce między czwartym a szóstym tygodniem ciąży.
Na potrzeby eksperymentów lek został podany zarodkom myszy. Ich cewy nerwowe w wielu przypadkach nie zamykały się, a w późniejszym okresie rozwoju płodowego gryzonie miały niezwykle małe głowy i mózgi. Ich komórki zawierały natomiast enzymy typowe dla komórek przechodzących proces starzenia się i były szczególnie powszechne w przypadku rodzaju komórek macierzystych, z których w pewnym momencie powstają komórki mózgowe.
Do sprawdzenia, jak na kontakt z kwasem walproinowym zareaguje ludzki organizm, naukowcy wykorzystali organoidy, czyli niewielkie, uproszczone wersje narządów. W tym przypadku były to swego rodzaju mini-mózgi o strukturze i funkcjach podobnych do tych, które występują w pełnowymiarowych organach. Podobnie jak u myszy, tak i tutaj, podawany środek okazywał się mieć działanie starzejące względem niektórych komórek. Okazało się też, że kwas walproinowy hamuje gen, który zazwyczaj pozostaje nieaktywny przez cały okres rozwoju embrionalnego. Koduje on cząsteczkę p19Arf – jej aktywacja zwykle następuje w okresie dorosłości, a do jej funkcji należy między innymi udział w usuwaniu z organizmu komórek nowotworowych oraz tych, które się zestrzały.
Cząsteczki, które pomagają dorosłym i szkodzą dzieciom
Mogłoby się wydawać, iż obecność tych cząsteczek jest korzystna, lecz w przypadku rozwijającego się organizmu tak się nie dzieje, a cały proces zostaje zaburzony. Organizmy myszy zmodyfikowane tak, by nie mogły wytwarzać p19Arf okazały się odporne na niektóre skutki działania kwasu walproinowego. Ich mózgi zaczęły się rozwijać do normalnych rozmiarów. Nadal obserwowano jednak u nich deformacje rdzenia kręgowego, co wskazuje na istnienie innego mechanizmu zaburzającego funkcjonowanie organizmu. Wśród kontrowersji dotyczących przeprowadzonych badań można niestety wymienić fakt, że – w odróżnieniu od prawdziwego życia – na potrzeby eksperymentów podawano bardzo duże ilości kwasu w stosunkowo krótkim czasie. Mogło to zaburzyć ostateczny przebieg badań.