Naukowcy oferują nowe spojrzenie na neurobiologiczne podstawy zaburzeń ze spektrum autyzmu

Naukowcy oferują nowe spojrzenie na neurobiologiczne podstawy zaburzeń ze spektrum autyzmu

Wyniki nowego badania opublikowanego w Cell Reports, w którym uczestniczyli naukowcy z Laboratorium Luikart w Geisel School of Medicine w Dartmouth i Weston Laboratory na Uniwersytecie w Vermont, dostarczają dalszego wglądu w neurobiologiczne podstawy zaburzeń ze spektrum autyzmu (ASD). ) oraz informacje o możliwościach leczenia.

W ostatnich latach badacze odkryli silny związek między niektórymi zmutowanymi genami a autyzmem. Jednym z najbardziej powszechnych jest PTEN, który zwykle kontroluje wzrost komórek i reguluje zdolność neuronów do zmiany siły połączeń. Zmutowany PTEN jest przyczyną nie tylko ASD, ale także makrocefalii (powiększenia głowy) i epilepsji.

We wcześniejszych badaniach nasze laboratorium i wiele innych wykazały, że mutacje PTEN prowadzą do wzrostu liczby pobudzających połączeń synaptycznych między neuronami u myszy – co naszym zdaniem może być podstawową podstawą objawów wykazywanych przez pacjentów z ASD.

Doktor Bryan Luikart, profesor nadzwyczajny biologii molekularnej i systemowej w Geisel School of Medicine w Dartmouth

Aby naśladować defekty genetyczne występujące u pacjentów z autyzmem, Luikart i jego współpracownicy opracowali wirusy, które „wyłączają” normalny mysi gen PTEN i zastępują go zmutowanym ludzkim genem PTEN. Następnie wykorzystali zaawansowane techniki obrazowania i elektrofizjologiczne, aby zbadać, w jaki sposób funkcje neuronów uległy zmianie u myszy.

„Zasadniczo odkryliśmy, że powoduje to, że neuron rośnie dwukrotnie większy niż normalny neuron, tworząc jednocześnie około cztery razy więcej połączeń synaptycznych z innymi neuronami niż normalny neuron” – mówi Luikart. Zauważa, że ​​praca ta posłużyła jako podstawa do nowego badania, w którym zespół badawczy starał się dowiedzieć więcej na temat roli innych genów i szlaków w normalnej utracie PTEN.

E-Book Genetyka i genomika

Zestawienie najważniejszych wywiadów, artykułów i aktualności z ostatniego roku. Pobierz bezpłatną kopię

„Udało nam się odkryć, że usunięcie genu raptora, genu niezbędnego w szlaku mTORC1, powoduje uratowanie wszystkich przerostów neuronalnych i synaps, które występują przy normalnej utracie PTEN” – mówi. „Odkryliśmy również, że zastosowanie rapamycyny do hamowania szlaku sygnałowego mTORC1 – który jest niezbędny do wzrostu neuronów i tworzenia synaps – zapobiega wszelkim zmianom w przeroście neuronów”.

W badaniu klinicznym przeprowadzonym na początku tego roku, gdy rapamycynę podawano dzieciom, wykazano pewne korzyści w leczeniu objawów autyzmu. „Jednym zastrzeżeniem jest to, że nasza praca sugeruje, że naprawdę należy zająć się zmianami genetycznymi związanymi z ASD, zanim objawy będą miały największe szanse na uzyskanie efektu terapeutycznego”.

Niemniej jednak wyniki badania mają ważne implikacje dla lepszego zrozumienia neurologicznych podstaw ASD i opracowania skutecznych terapii dla pacjentów.

„Jeśli odkryjemy, że leczenie lekiem takim jak rapamycyna wystarczająco wcześnie rozwiązuje rzeczywiste problemy behawioralne związane z autyzmem u pacjenta, będzie to dla nas sygnał, że naprawdę o coś chodzi – że zmiany, które widzimy i usuwamy w naszym organizmie modelowym, stanowią komórkową lub fizjologiczną podstawę autyzmu u ludzi” – mówi Luikart.

Źródło:

Szkoła Medyczna Geisela w Dartmouth

Odniesienie:

Tariq, K. i in. (2022) Zakłócenie mTORC1 ratuje przerost neuronów i rozregulowanie funkcji synaptycznych w wyniku utraty Pten. Raporty komórkowe. doi.org/10.1016/j.celrep.2022.111574.

.