Neue Geheimnisse des Autismus mit menschlichen Stammzellen

Eine lebensverändernde Erkrankung des Menschen, ASD oder besser bekannt als Autismus-Spektrum-Störung, hinterlässt eine verheerende Unfähigkeit. Klinische Studien zu mehreren Familiengeschichten und Zwillingen haben gezeigt, dass einige Fälle von ASS genetisch bedingt sind. Die Mehrheit fällt jedoch nicht unter diese Kategorie und tritt bei kleinen Kindern plötzlich intermittierend oder idiopathisch auf.
Am Hussman Institute of Autism (HIA) in den USA hat ein Team zukünftige Methoden untersucht, die mit der Verwendung von induzierten pluripotenten Stammzellen oder iPSCs zusammenhängen. Eine Gruppe reifer menschlicher Stammzellen aus der Haut oder dem Blut besitzt bei experimenteller Induktion das Potenzial, sich in die meisten Zelltypen des Körpers zu differenzieren. Seit 2006 wird der Prozess der Induktion und Differenzierung periodisch aufgewertet. „Einer der aufregenden Aspekte der Arbeit mit iPSCs ist, dass wir Autismus in menschlichen Neuronen untersuchen können, die den genauen genetischen Hintergrund eines bestimmten Autismus haben“, sagte John P. Hussman, Executive Director von HIA.
„Mini-Gehirne“ oder Organoide, die aus den iPS-Zellen von ASS-Patienten stammen, wurden von einer anderen Forschungsgruppe aus Yale hergestellt. Es stellte sich heraus, dass ASD-Mini-Gehirne aus inhibitorischen Neuronen bestehen, einer Art von Nervenzellen, die sich vermehren und die Produktion eines Proteins namens FOXG1 blockieren und diese Nervenzellen dann wieder auf ihre normale Populationszahl zurückführen.
Eine vom CIRM finanzierte Studie unter der Leitung von Rusty Gage zu einem sekundären Stammzellmodell für ASS, die neue Beweise für die anfänglichen neurologischen Entwicklungsstörungen bei ASS-Patienten vorschlägt, wurde im Nature Journal Molecular Psychiatry vom Salk Institute (USA) in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der UC San Diego.
Unter klinischen Bedingungen versuchte Gage zusammen mit einem Forscherteam, iPS-Zellen insbesondere aus ausgewählten ASD-Patienten zu erzeugen, die im Kleinkindalter ein um bis zu 23% schnelleres Gehirnwachstum hatten. Unter ständigen Untersuchungen untersuchten die Forscher, wie sich iPS-Zellen dieser ausgewählten ASD-Individuen zu Hirnstammzellen entwickelten. Die nächste Wachstumsstufe verwandelte diese Hirnstammzellen in Nervenzellen. Der gesamte Wachstumsverlauf wurde kartiert und mit dem von gesunden iPS-Zellen von normalen Individuen abgeglichen.
Unter genauer Beobachtung des Verfahrens fand das Team schnell ein Problem mit der Vermehrung der Hirnstammzellen, um neue Nervenzellen im Gehirn zu generieren. Der Prozess wird als Neurogenese bezeichnet. Es wurde ein Überschuss an Nervenzellen produziert, da die aus ASD-iPS-Zellen extrahierten Hirnstammzellen im Vergleich zu normalen Hirnstammzellen eine zusätzliche Neurogenese aufwiesen. Die Nervenzellen waren nicht in der Lage, Signale zu senden und ein funktionierendes Übertragungssystem aufzubauen. Aufgrund des Fehlens der synaptischen Verbindungen untereinander durch diese zusätzlichen Nervenzellen blieb ihre Leistung anomal, was eine Unfähigkeit darstellt, im Vergleich zu gesunden Neuronen weniger effektiv zu sein.
Zur Behandlung der Nervenzellen wurde in diesem Fall IGF-1 verwendet, ein Medikament, das sich derzeit in der klinischen Erprobung zur wahrscheinlichen Behandlung von Autismus befindet. Das Team bemerkte eine teilweise Korrektur der abnormalen Aktivität, die in den ASD-Neuronen beobachtet wurde. Laut einer Pressemitteilung von Salk plant die Gruppe, die Patientenzellen zu verwenden, um die molekularen Mechanismen hinter den Wirkungen von IGF-1 zu untersuchen, insbesondere um Veränderungen in der Genexpression während der Behandlung zu untersuchen.
Gages Meinung ist: „Diese Technologie ermöglicht es uns, Ansichten über die Entwicklung von Neuronen zu generieren, die in der Vergangenheit hartnäckig waren. Wir sind begeistert von der Möglichkeit, Stammzellmethoden einzusetzen, um die Biologie des Autismus zu entschlüsseln und möglicherweise nach neuen medikamentösen Behandlungen dafür zu suchen.“ schwächende Störung.“
Inspiriert von Richa Verma