Nya hemligheter för autism med mänskliga stamceller

Nya hemligheter för autism med mänskliga stamceller

En livsförändrande mänsklig störning, ASD eller mer allmänt känd som Autism Spectrum Disorder, lämnar efter sig ett förödande handikapp. Kliniska studier av flera familjehistorier och tvillingar har visat att vissa fall av ASD är genetiska. Majoriteten faller dock inte i denna kategori och inträffar plötsligt intermittent eller idiopatiskt hos små barn.

Vid Hussman Institute of Autism (HIA) i USA har ett team studerat framtida metoder relaterade till användningen av inducerade pluripotenta stamceller, eller iPSCs. När de experimentellt induceras har en grupp mogna mänskliga stamceller från huden eller blodet potentialen att differentiera sig till de flesta celltyper i kroppen. Sedan 2006 har processen för induktion och differentiering periodvis uppgraderats. "En av de spännande aspekterna av att arbeta med iPSCs är att vi kan studera autism i mänskliga neuroner som har den exakta genetiska bakgrunden för en viss autism", säger John P. Hussman, verkställande direktör för HIA.

"Mini-hjärnor", eller organoider, härledda från iPS-cellerna hos ASD-patienter har skapats av en annan Yale-forskargrupp. Det visar sig att ASD-minihjärnor är uppbyggda av hämmande neuroner, en typ av nervceller som förökar sig och blockerar produktionen av ett protein som kallas FOXG1, för att sedan återställa dessa neuroner till deras normala befolkningstal.

En CIRM-finansierad studie ledd av Rusty Gage på en sekundär stamcellsmodell av ASD, som tyder på nya bevis för de initiala neuroutvecklingsavvikelserna hos ASD-patienter, publicerades i Nature-tidskriften Molecular Psychiatry av Salk Institute (USA) i samarbete med forskare vid UC San Diego.

Under kliniska förhållanden försökte Gage och ett team av forskare generera iPS-celler, särskilt från utvalda ASD-patienter, som hade upp till 23 % snabbare hjärntillväxt i spädbarnsåldern. Under ständiga studier undersökte forskarna hur iPS-celler från dessa utvalda ASD-individer utvecklades till hjärnstamceller. Nästa steg av tillväxt omvandlade dessa hjärnstamceller till nervceller. Hela tillväxtbanan kartlades och jämfördes med den för friska iPS-celler från normala individer.

Genom att noggrant observera proceduren hittade teamet snabbt ett problem med spridningen av hjärnstamceller för att generera nya nervceller i hjärnan. Processen kallas neurogenes. Ett överskott av nervceller producerades eftersom hjärnstamcellerna som extraherats från ASD-iPS-celler uppvisade ytterligare neurogenes jämfört med normala hjärnstamceller. Nervcellerna kunde inte skicka signaler och etablera ett fungerande överföringssystem. På grund av bristen på synaptiska kopplingar mellan dessa ytterligare neuroner, förblev deras prestanda onormal, vilket representerar en oförmåga att vara mindre effektiva jämfört med friska neuroner.

I det här fallet användes IGF-1, ett läkemedel som för närvarande är i kliniska prövningar för trolig behandling av autism, för att behandla nervcellerna. Teamet märkte en partiell korrigering av den onormala aktiviteten som observerades i ASD-neuronerna. Enligt ett pressmeddelande från Salk planerar gruppen att använda patientcellerna för att studera de molekylära mekanismerna bakom effekterna av IGF-1, särskilt för att undersöka förändringar i genuttryck under behandling.

Gages åsikt är: "Denna teknik gör att vi kan generera synpunkter på utvecklingen av neuroner som varit envisa tidigare. Vi är glada över möjligheten att använda stamcellsmetoder för att dechiffrera autismens biologi och potentiellt söka efter nya läkemedelsbehandlingar för den." försvagande sjukdom.”

Inspirerad av Richa Verma