Nowe tajemnice autyzmu z ludzkimi komórkami macierzystymi

Nowe tajemnice autyzmu z ludzkimi komórkami macierzystymi

Zmieniające życie ludzkie zaburzenie, ASD lub bardziej znane jako zaburzenie ze spektrum autyzmu, pozostawia po sobie wyniszczającą niepełnosprawność. Badania kliniczne dotyczące wielu rodzin i bliźniąt wykazały, że niektóre przypadki ASD mają podłoże genetyczne. Jednak większość z nich nie należy do tej kategorii i występuje nagle, sporadycznie lub idiopatycznie u małych dzieci.

W Hussman Institute of Autism (HIA) w USA zespół bada przyszłe metody związane z wykorzystaniem indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych, czyli iPSC. Grupa dojrzałych ludzkich komórek macierzystych pochodzących ze skóry lub krwi, po indukowaniu eksperymentalnym, ma potencjał różnicowania się w większość typów komórek w organizmie. Od 2006 roku proces indukcji i różnicowania jest okresowo udoskonalany. „Jednym z ekscytujących aspektów pracy z iPSC jest to, że możemy badać autyzm w ludzkich neuronach, które mają dokładne podłoże genetyczne konkretnego autyzmu” – powiedział John P. Hussman, dyrektor wykonawczy HIA.

„Mini-mózgi”, czyli organoidy, pochodzące z komórek iPS pacjentów z ASD, zostały stworzone przez inną grupę badawczą Yale. Okazuje się, że minimózgi ASD składają się z neuronów hamujących – rodzaju komórek nerwowych, które proliferują i blokują produkcję białka zwanego FOXG1, a następnie przywracają normalną liczbę populacji tych neuronów.

Finansowane przez CIRM badanie prowadzone przez Rusty'ego Gage'a, dotyczące modelu ASD na wtórnych komórkach macierzystych, które sugeruje nowe dowody na początkowe nieprawidłowości neurorozwojowe u pacjentów z ASD, zostało opublikowane w czasopiśmie Nature Molecular Psychiatry przez Salk Institute (USA) we współpracy z naukowcami z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego.

W warunkach klinicznych Gage i zespół badaczy próbowali wygenerować komórki iPS, szczególnie od wybranych pacjentów z ASD, u których w okresie niemowlęcym wzrost mózgu był nawet o 23% szybszy. W ramach ciągłych badań naukowcy sprawdzali, w jaki sposób komórki iPS wybranych osób z ASD rozwinęły się w komórki macierzyste mózgu. Następny etap wzrostu przekształcił te mózgowe komórki macierzyste w komórki nerwowe. Zmapowano całą trajektorię wzrostu i porównano ją ze zdrowymi komórkami iPS od zdrowych osób.

Uważnie obserwując procedurę, zespół szybko odkrył problem z proliferacją mózgowych komórek macierzystych w celu generowania nowych komórek nerwowych w mózgu. Proces ten nazywa się neurogenezą. Wytworzono nadmiar komórek nerwowych, ponieważ komórki macierzyste mózgu wyekstrahowane z komórek ASD-iPS wykazywały dodatkową neurogenezę w porównaniu z normalnymi komórkami macierzystymi mózgu. Komórki nerwowe nie były w stanie wysyłać sygnałów i ustanawiać funkcjonującego systemu transmisji. Ze względu na brak połączeń synaptycznych między tymi dodatkowymi neuronami ich działanie pozostawało nieprawidłowe, co oznaczało, że nie mogły być mniej skuteczne w porównaniu ze zdrowymi neuronami.

W tym przypadku do leczenia komórek nerwowych zastosowano IGF-1, lek znajdujący się obecnie w badaniach klinicznych dotyczący prawdopodobnego leczenia autyzmu. Zespół zauważył częściową korektę nieprawidłowej aktywności obserwowanej w neuronach ASD. Zgodnie z komunikatem prasowym firmy Salk grupa planuje wykorzystać komórki pacjenta do badania mechanizmów molekularnych stojących za działaniem IGF-1, w szczególności do badania zmian w ekspresji genów podczas leczenia.

Zdaniem Gage’a: „Ta technologia pozwala nam uzyskać pogląd na rozwój neuronów, który w przeszłości był uparty. Jesteśmy podekscytowani możliwością wykorzystania metod komórek macierzystych do rozszyfrowania biologii autyzmu i potencjalnego poszukiwania nowych metod leczenia tego schorzenia”. wyniszczające zaburzenie”.

Zainspirowany Richą Vermą