Pārāk daudz smadzeņu savienojumu varētu būt cēlonis aiz autisma

Avots: iStockphoto

Autors: Trentons Pols

Saskaņā ar Vašingtonas Universitātes Medicīnas skolas zinātnieku grupas pētījumu Sentluisā ir bojāts gēns, kas saistīts ar autismu, un tas ietekmē to, kā neironi savstarpēji sazinās smadzenēs.

Pārbaužu sērijās, kas tika veiktas ar grauzējiem, tika atklāts, ka attiecīgā gēna rezultātā ir izveidots pārāk daudz savienojumu starp neironiem. Tas izraisīja mācību priekšmetu apguves jautājumus, un pētnieku grupa uzskata, ka šis atklājums attiecas arī uz cilvēkiem.

Gēnu mutācijas, kas saistītas ar autismu cilvēkiem, izraisa neironu veidošanos pārāk daudz savienojumu grauzējiem. Rezultāti liecina, ka autisma cēloņi varētu būt smadzeņu šūnu komunikācijas traucējumi. Avots: Getty / Vašingtonas Universitātes Medicīnas skola

"Šis pētījums rada iespēju, ka autistu slimnieku smadzenēs var būt pārāk daudz sinapses," sacīja vecākais autors Azad Bonni, MD, PhD, Neirozinātnes profesors Edisons un Vašingtonas Universitātes Medicīnas skolas Neirozinātnes nodaļas vadītājs. Sentluisā. “Jūs varētu domāt, ka, ja būtu vairāk sinapsu, smadzenes darbotos labāk, bet tas nešķiet. Palielināts sinapsu skaits rada jaunattīstības smadzeņu neironu nepareizu komunikāciju, kas korelē ar mācīšanās traucējumiem, kaut arī mēs nezinām, kā tas notiek. ”

Gēni, kas saistīti ar autismu

Neirodegradējošie traucējumi skar apmēram 1 no 68 bērniem visā pasaulē, un tā galvenās iezīmes ir saistītas gan ar sociālajām, gan komunikatīvajām problēmām.

Ir atklāts, ka daudzi gēni ir saistīti ar autismu. Seši galvenie gēni šajos atklājumos darbojas, lai olbaltumvielām piestiprinātu molekulāro tagu, ko sauc par ubikvitīnu. Šie gēni, ko parasti dēvē par ubikvitīna ligasēm, darbojas tāpat kā ražošanas līnija rūpnīcā. Viņi stāsta lielākajai šūnas daļai, kas tieši tai jādara ar marķētajiem proteīniem. Dažreiz tas liek šūnai atbrīvoties, citreiz tas liek šūnai pārvirzīt viņus uz citu vietu, un ligācijas pat norāda šūnai, kā palielināt vai samazināt aktivitāti olbaltumvielās.

Autisma slimniekiem bieži ir mutācija, kas neļauj vienam no ubiquitīna gēniem darboties tā, kā vajadzētu. Problēmas, kas ir šo mutāciju pamatā, līdz šim ir vai nu vāji izpētītas, vai arī ir nopietni pārprastas. Lai labāk izprastu, kā šī sistēma darbojas, Bonni un viņa kolēģi jauno peļu smadzenēs esošajos neironos izņēma ubiquitīna gēnu RNF8. Smadzenīte, kas atrodas smadzeņu apakšējā daļā tieši virs stumbra, ir viens no galvenajiem reģioniem, kuru ietekmē autisms.

Smadzeņu diagramma, kas atrasta jaunām pelēm. Avots: Rokfellera universitāte

Saskaņā ar komandas atklājumiem, neironiem, kuriem nebija RNF8 olbaltumvielu, veidojās apmēram par 50 procentiem vairāk sinapsu, kas ir savienojumi, kas ļauj neironiem sūtīt signālus no viena uz otru, nekā tie, kuriem bija gēns. Darbojās arī papildu sinapses. Izmērot elektrisko signālu uztverošajās šūnās, pētnieki atklāja, ka pelēm, kurām nebija olbaltumvielu, signāla stiprums tika dubultots.

Sinapses pārstrādes laikā galvenokārt strādāja par virsstundām, kas, domājams, rada uzmanības trūkumu, kad pacients tiek novietots mācību situācijā. Smadzenes tiek pārslogotas saziņā, tāpēc tās nevar absorbēt mācīšanās pieredzi.

Apkopotie dati

Pelēm, kurām nebija RNF8 olbaltumvielu, nebija nekādu acīmredzamu pārvietošanās problēmu, taču, kad pienāca laiks iemācīt viņiem motoriskās pamatprasmes (piemēram, aizvērt acis uz komandu), tām bija daudz grūtību. Komanda apmācīja peles, lai ātrai gaisa uzpūšanai acij asociētos ar gaismas mirgošanu. Kamēr peles ar RFN8 olbaltumvielu iemācījās aizvērt acis, kad tās ieraudzīja mirgojošu gaismu, lai izvairītos no gaidāmās gaisa uzpūtes kairinājuma, peles bez gēna aizvēra acis tikai vienu trešdaļu laika.

Neirons no smadzenēm jaunietim ar autismu. Avots: Gomejs Tangs un Marks S. Sonders / CUMC

Acīmredzami ir milzīgas atšķirības darbā ar pelēm un bērniem, taču, tā kā šie dzīvnieki ir atrasti ļoti tuvi cilvēkiem neiroloģiskā grima ziņā, šie rezultāti ir veduši uz vēlāku pētījumu par savāktajiem datiem.

"Iespējams, ka pārmērīgi savienojumi starp neironiem veicina autismu," sacīja Bonni. “Ir jāpieliek vairāk darba, lai pārbaudītu šo hipotēzi cilvēkiem, bet, ja tā izrādās patiesa, tad jūs varat sākt meklēt veidus, kā kontrolēt sinapses. Tas potenciāli varētu dot labumu ne tikai cilvēkiem, kuriem ir šīs retās ubiquitīna gēnu mutācijas, bet arī citiem pacientiem ar autismu. ”

Sākotnēji tas tika publicēts vietnē sanvada.com 2017. gada 2. novembrī.