Príliš veľa mozgových spojení by mohlo byť koreňovou príčinou autizmu

Zdroj: iStockphoto

Autor: Trenton Paul

Podľa štúdie tímu vedcov z Washington University School of Medicine v St. Louis je defektný gén spojený s autizmom, ktorý ovplyvňuje vzájomnú komunikáciu neurónov v mozgu.

V sérii testov uskutočňovaných na hlodavcoch sa zistilo, že daný gén spôsobil príliš veľa spojení medzi neurónmi. To viedlo k problémom učenia sa predmetov a výskumný tím verí, že toto zistenie sa prenáša aj na ľudí.

Mutácie v géne spojené s autizmom u ľudí spôsobujú, že neuróny tvoria u hlodavcov príliš veľa spojení. Zistenia naznačujú, že poruchy v komunikácii medzi mozgovými bunkami môžu byť príčinou autizmu. Zdroj: Lekárska fakulta Univerzity Getty / Washington

"Táto štúdia zvyšuje pravdepodobnosť, že v mozgu pacientov s autizmom môže byť príliš veľa synapsií," uviedol hlavný autor Azad Bonni, MD, PhD, edisonský profesor neurovedy a vedúci neurologického oddelenia na Washingtonskej lekárskej fakulte v St. Louis. „Možno si myslíte, že viac synapsií by zlepšilo fungovanie mozgu, ale nezdá sa, že by to tak bolo. Zvýšený počet synapsií spôsobuje nesprávnu komunikáciu medzi neurónmi vo vyvíjajúcom sa mozgu, ktorá koreluje s poruchami učenia, hoci nevieme ako. ““

Gény spojené s autizmom

Neurodevelopmentálna porucha postihuje asi 1 zo 68 detí na celom svete a jej hlavné charakteristiky sa točia okolo sociálnych aj komunikačných problémov.

Zistilo sa, že mnoho génov je spojených s autizmom. Šesť kľúčových génov v týchto zisteniach pracuje na naviazaní molekulárnej značky, nazývanej ubikvitín, na proteíny. Tieto gény, bežne označované ako ubikvitín ligázy, fungujú rovnakým spôsobom ako výrobná linka v továrni. Povedia väčšej časti bunky, čo presne musí urobiť so značkovanými proteínmi. Niekedy povie bunke, aby ich zlikvidovala, inokedy nasmeruje bunku, aby ich presmerovala na iné miesto, a ligázy dokonca oznámia bunke, ako zvýšiť alebo znížiť aktivitu v proteíne.

Tí s autizmom majú často mutáciu, ktorá bráni jednému z ubikvitínových génov pracovať tak, ako má. Problémy, ktoré sa skrývajú za týmito mutáciami, boli doteraz nedostatočne preskúmané alebo boli nesprávne pochopené. Kvôli lepšiemu pochopeniu toho, ako systém funguje, Bonni a jeho kolegovia odstránili ubikvitínový gén RNF8 v neurónoch v mozočku mladých myší. Mozoček, ktorý sa nachádza v dolnej časti chrbta mozgu tesne nad kmeňom, je jednou z hlavných oblastí postihnutých autizmom.

Schéma mozgu nájdeného u mladých myší. Zdroj: Rockefellerova univerzita

Podľa zistení tímu neuróny, ktorým chýbal proteín RNF8, vytvorili o 50 percent viac synapsií, čo sú spojenia, ktoré umožňujú neurónom vysielať signály od jedného k druhému, než tie, ktoré mali gén. Extra synapsie fungovali tiež. Meraním elektrického signálu v prijímajúcich bunkách vedci zistili, že sila signálu sa zdvojnásobila u myší, ktorým chýba proteín.

Synapsie pracovali v priebehu procesu presunu nadčas, čo sa považuje za vedúce k nedostatku pozornosti pri umiestnení pacienta do vzdelávacej situácie. Mozog je prepracovaný komunikáciou, preto nemôže absorbovať vzdelávacie skúsenosti.

Zhromaždené údaje

Myši, ktoré nemali proteín RNF8, nemali žiadne zjavné problémy s pohybom, ale keď prišiel čas naučiť ich základné motorické zručnosti (ako napríklad zatvoriť oči na povel), mali veľa problémov. Tím vyškolil myši, aby rýchlo nafúkli do oka blesknutím svetla. Zatiaľ čo myši s proteínom RFN8 sa naučili zavrieť oči, keď vidia blikanie svetla, aby sa zabránilo podráždeniu prichádzajúceho nafúknutia, myši bez génu zavreli oči iba tretinu času.

Neurón z mozgu mladého človeka s autizmom. Zdroj: Guomei Tang a Mark S. Sonders / CUMC

Je zrejmé, že existuje obrovský rozdiel v práci s myšami a deťmi, ale keďže sa zistilo, že tieto zvieratá sú z hľadiska neurologického zloženia veľmi blízko ľudí, tieto výsledky sa snažili o ďalší výskum zozbieraných údajov.

"Je možné, že nadmerné spojenia medzi neurónmi prispievajú k autizmu," uviedla Bonni. „Na overenie tejto hypotézy u ľudí je potrebné urobiť viac, ale ak sa ukáže, že je to pravda, môžete začať skúmať spôsoby kontroly počtu synapsií. Mohlo by to prospieť nielen ľuďom, ktorí majú tieto zriedkavé mutácie v ubikvitínových génoch, ale aj iným pacientom s autizmom. “

Pôvodne uverejnené na stránke sanvada.com 2. novembra 2017.