Badacze z UT Southwestern odkryli, że po Fmr1 gen został ponownie wprowadzony do neuronów w móżdżku (na dole po prawej) – obszarze mózgu, który, jak się uważa, odgrywa rolę w funkcjach motorycznych – myszy wykazywały lepsze zachowanie i zdolność uczenia się, a także zmniejszoną wrażliwość w porównaniu z normalnymi odpowiednikami. (Źródło zdjęcia: Getty Images)

DALLAS – 11 stycznia 2024 r. – Badanie zmutowanych modeli zespołu łamliwego chromosomu X (FXS), zaburzenia genetycznego związanego z autyzmem i niepełnosprawnością intelektualną, pokazuje, że aktywacja móżdżku łagodzi nieprawidłowe reakcje w obszarach przetwarzania sensorycznego mózgu i poprawia rozwój neurorozwojowy zachowania. Wyniki opublikowane przez badaczy z UT Southwestern Medical Center w: Raporty komórkowemoże stworzyć szansę na opracowanie nowych terapii zaburzeń neurokognitywnych.

Peter Tsai, lekarz medycyny, jest profesorem nadzwyczajnym neurologii, neurologii, pediatrii i psychiatrii na UT Southwestern. Jest także badaczem w Peter O’Donnell Jr. Brain Institute.

„To badanie ma ważne implikacje kliniczne, ponieważ chociaż większość osób dotkniętych chorobami neurokognitywnymi ma objawy w innych miejscach mózgu niż w móżdżku, leczenie konkretnego móżdżku może wystarczyć do uzyskania poprawy” – powiedział dr Peter Tsai, MD, Ph.D ., profesor nadzwyczajny neurologii, neurologii, pediatrii i psychiatrii na UT Southwestern. Doktor Tsai jest badaczem w Peter O’Donnell Jr. Brain Institute.

Naukowcy z UTSW zbadali udział móżdżku w FXS, opierając się na swoich wcześniejszych badaniach dotyczących roli móżdżku w zaburzeniach ze spektrum autyzmu (ASD). FXS jest powiązany z wysokim wskaźnikiem ASD, stanowiącym do 2% wszystkich przypadków ASD. Zaburzenie, które skutkuje wyzwaniami i upośledzeniem zachowań społecznych, funkcji poznawczych i nadwrażliwości sensorycznej, jest spowodowane wyciszeniem rybonukleoproteina przekaźnikowa kruchego X 1 (Fmr1) gen w FXS.

Nowe badanie wykazało, że u myszy tego brakuje Fmr1 w neuronach wyjściowych móżdżku wykazywały zaburzenia zachowań społecznych. Móżdżek Fmr1-myszy z niedoborem były mniej zainteresowane bodźcami społecznymi i wykazywały podwyższoną nadwrażliwość sensoryczną w testach słyszalnego zaskoczenia.

Brakuje myszy Fmr1 na całym ciele również miały podobne upośledzenia społeczne, nadwrażliwość sensoryczną i trudności w uczeniu się. Naukowcy odkryli jednak, że ponowne wprowadzenie genu tylko do neuronów móżdżku ma charakter globalny Fmr1 zmutowane myszy spowodowały poprawę zachowania i uczenia się, a także zmniejszoną wrażliwość na stymulację sensoryczną w porównaniu z myszami pozbawionymi tej substancji Fmr1 globalnie, w tym w móżdżku.

Ponadto naukowcy odkryli, że ponowne wprowadzenie genu tylko do neuronów w móżdżku w skali globalnej Fmr1 Zmutowane myszy przywróciły normalny poziom pobudliwości neuronów w korze mózgowej. Usunięcie nadpobudliwości w korze mózgowej zostało powiązane z poprawą w przypadkach, gdy: Fmr1 brakuje, a zatem ekspresja móżdżkowa może poprzez ten mechanizm wpływać na zachowania neurorozwojowe. „Uderzające jest to, że genetyczna reintrodukcja Fmr1 tylko w móżdżku prowadzi do poprawy funkcji fizjologicznych w innych obszarach mózgu, mimo że w tych obszarach nadal brakuje genu” – stwierdziła dr Tsai.

Po ustaleniu wpływu zarówno specyficznego dla móżdżku, jak i globalnego Fmr1 mutantów na zachowania neurorozwojowe, naukowcy zbadali wpływ modulacji móżdżkowej. Odkryli, że stymulacja funkcji neuronów wyjściowych móżdżku w określonym obszarze móżdżku, o którym wiadomo, że odgrywa ważną rolę w zachowaniach neurorozwojowych, może poprawić zaburzoną towarzyskość, uczenie się i zachowania sensoryczne.

„Biorąc pod uwagę rolę móżdżku w interakcji z innymi obszarami mózgu, modulowanie móżdżku lub wpływanie na niego może potencjalnie zapewnić korzyści kliniczne osobom z wyzwaniami neurorozwojowymi” – stwierdziła dr Tsai, podkreślając kliniczne znaczenie tego odkrycia.

Inni badacze UTSW, którzy wnieśli swój wkład w to badanie, to pierwsza autorka Jennifer Gibson, licencjat, absolwentka; Anthony Hernandez Vazquez, licencjat, absolwent; Kunihiko Yamashiro, dr, pracownik naukowy ze stopniem doktora; Vikram Jakkamsetti, lekarz medycyny, doktor nauk medycznych, instruktor neurologii; Chongyu Ren, lekarz medycyny, doktor, pracownik naukowy; Katherine Lei, licencjat, studentka medycyny; Brianne Dentel, licencjat, absolwentka; oraz Juan Pascual, lekarz medycyny, profesor neurologii i pediatrii.

Dr Pascual posiada tytuł profesora Eda i Sue Rose Distinguished Professor w dziedzinie neurologii oraz tytuł profesora Fundacji Dawno, dawno temu w dziedzinie chorób neurologicznych u dzieci.

Badanie to zostało sfinansowane przez Narodowy Instytut Zaburzeń Neurologicznych i Udaru mózgu należący do Narodowego Instytutu Zdrowia (K08NS083733, NS102588 i NS077015), Narodowy Instytut Zdrowia Psychicznego NIH (R01MH116882 i R01MH120069-01A1), National Heart, Lung, i Blood Institute (1T32HL139438-01A1) oraz Program szkoleniowy dotyczący snu i rytmów dobowych (T32HL139438).

O Centrum Medycznym UT Southwestern

UT Southwestern, jedno z czołowych akademickich ośrodków medycznych w kraju, łączy pionierskie badania biomedyczne z wyjątkową opieką kliniczną i edukacją. Pracownicy wydziału instytucji otrzymali sześć Nagród Nobla i obejmują 26 członków Narodowej Akademii Nauk, 21 członków Narodowej Akademii Medycznej i 13 badaczy Instytutu Medycznego Howarda Hughesa. Zatrudniająca w pełnym wymiarze godzin kadra naukowa licząca ponad 3100 pracowników jest odpowiedzialna za przełomowy postęp w medycynie i stara się szybko przekładać badania naukowe na nowe metody leczenia klinicznego. Lekarze z UT Southwestern zapewniają opiekę w ponad 80 specjalnościach ponad 120 000 hospitalizowanych pacjentów, obsługują ponad 360 000 przypadków na izbach przyjęć i nadzorują prawie 5 milionów wizyt ambulatoryjnych rocznie.