Nowe badanie przeprowadzone na Uniwersytecie w Hajfie wykazało, że wśród dzieci z zaburzeniami ze spektrum autyzmu (ASD), które wynikają z mutacji genetycznych, następuje przyspieszony rozwój neuronów korowych nawet na etapie płodowym. Następnie następuje szybkie pogorszenie stanu komórek nerwowych, prowadzące między innymi do słabej łączności.

Badanie wykazało nawrót tego zjawiska wśród dzieci z autyzmem, wywodzący się z czterech różnych typów mutacji genetycznych. Została ona opublikowana w prestiżowym czasopiśmie (wyd Natura group) pod tytułem „Wczesne dojrzewanie i nadpobudliwość to wspólny fenotyp neuronów korowych wywodzący się z różnych mutacji związanych z ASD”.

ASD zostało po raz pierwszy zdefiniowane przez Leo Kannera w 1943 roku i nazwane „autyzmem wczesnodziecięcym” jako zaburzenie niezależne od zaburzenia psychotycznego schizofrenii i opisał 11 dzieci z nieprawidłowościami społecznymi, biologicznymi i emocjonalnymi, takimi jak niezdolność do nawiązywania relacji z innymi lub przedmiotami w tradycyjny sposób, niespokojne i obsesyjne pragnienie spójności, wczesne trudności z jedzeniem i problemy ze słuchem.

Ostatnio do kategorii zachowań podobnych do autystycznych weszło więcej objawów, takich jak zespół nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi (ADHD), słabo zintegrowana komunikacja werbalna i niewerbalna, nieprawidłowości w kontakcie wzrokowym, nadmierna lub niedostateczna reaktywność na bodźce sensoryczne, powtarzające się ruchy ciała i inne.

„Neurony, które rozwijają się w normalnym tempie, uzyskują odpowiednią ochronę dla bardzo złożonej czynności, którą wykonują, w tym obronę przed przenikaniem jonów i neuroprzekaźników, które mogą być toksyczne. Według naszych ustaleń jest z pewnością możliwe, że przyspieszony rozwój neuronów powoduje pogorszenie, które może wpływać na rozwój autyzmu” – wyjaśnia dr Shani Stern z uniwersyteckiego wydziału neurobiologii, która jest autorką badania.

„Z pewnością jest możliwe, że przyspieszony rozwój neuronów powoduje pogorszenie, które może prowadzić do upośledzenia funkcji mózgu na późniejszych etapach” – kontynuował Stern.

85% przypadków autyzmu określa się jako „sporadyczne”

Około 85% przypadków autyzmu określa się jako „sporadyczne”, co oznacza, że ​​nie znaleziono przyczyny genetycznej i nie ma innych przypadków autyzmu w rodzinie. Pozostałe 15% przypadków jest spowodowane mutacjami w różnych genach. Badania nad przypadkami spowodowanymi mutacjami genów często opierają się na wykorzystaniu modeli mysich. Badania rozpoczynają się po urodzeniu, a neurony w mózgu mają już za sobą kilka etapów rozwojowych.

W badaniach Sterna wykorzystano nowatorską metodę technologiczną polegającą na przeprogramowaniu dorosłych komórek z krwinek białych i przekształceniu ich w indukowane komórki macierzyste, które później można przekształcić w inny typ komórek – w przypadku niniejszego badania komórki nerwowe. Te stworzone neurony przenosiły specyficzny ładunek genetyczny osoby, od której zostały pobrane i mogły być monitorowane jeszcze przed etapem „narodzin”.

Niniejsze badanie zostało przeprowadzone przez Stern i jej zespół badawczy, w skład którego wchodzili studenci Yara Hussein i Uthkarsh Tripathi z wydziału neurobiologii we współpracy z prof. Ronenem Spiegelem i dr Tali Skolnik z Centrum Chorób Rzadkich w Emek Medical Center w Afula. Jego celem było porównanie rozwoju neuronów korowych – tych w zewnętrznej warstwie mózgu – u dzieci z autyzmem spowodowanym mutacjami genów z rozwojem neuronów u ich rodzeństwa, które nie ma autyzmu i które skutecznie służyło jako grupa kontrolna.

Dzieci, które wzięły udział w badaniu, miały mutacje w genach UBTF, GRIN2B i SHANK3, a także nieprawidłową liczbę segmentów w regionie chromosomu 7q11.23. Wybór neuronów korowych wynikał z faktu, że wiadomo, że wiele zmian w mózgach dzieci z autyzmem jest związanych ze zmianami w korze mózgowej.

Wyniki badań wykazały, że wśród dzieci z autyzmem, niezależnie od mutacji genetycznej, następuje przyspieszony rozwój neuronów korowych nawet w stadium analogicznym do płodowego i w pierwszych miesiącach życia, a więc już na tak wczesnym etapie. Neurony uznano za „dojrzałe” – wytwarzały potencjały czynnościowe, miały duże, silne prądy jonowe, a nawet zaczęły tworzyć aktywne sieci neuronowe.

Jednakże. w grupie kontrolnej na tym etapie rozwoju neurony nie tworzyły potencjałów czynnościowych, ich prądy elektryczne były bardzo ograniczone i nie tworzyły sieci neuronowych.

Na etapie, gdy neurony korowe dzieci bez autyzmu osiągnęły etap, w którym zaczęły tworzyć potencjały czynnościowe i sieci, neurony dzieci z autyzmem już zaczęły się pogarszać, czego wyrazem jest między innymi słaba łączność. Oznacza to, że neurony korowe dzieci z autyzmem rozwijały się szybko, a następnie szybko ulegały zniszczeniu.

Stern wyjaśnił, że wczesny rozwój neuronów może przyczynić się do tego pogorszenia. „Neurony korowe wykonują bardzo skomplikowane i złożone działania. Mogą one zostać osłabione, na przykład, przez przenikanie jonów i neuroprzekaźników, które mogą być toksyczne dla neuronów; w normalnym rozwoju nabywają mechanizmów ochronnych we wczesnych stadiach, kiedy są jeszcze nieaktywne. Z pewnością jest możliwe, że przyspieszony rozwój doprowadził je do tego, że zaczęły się uaktywniać, zanim miały te mechanizmy ochronne, i naturalnie może to prowadzić do uszkodzeń”.

W laboratorium Stern i członkowie jej zespołu próbują teraz znaleźć związki i leki, które mogą spowolnić ten szybki rozwój, aby stworzyć ochronę dla tych neuronów. Fakt, że te mutacje wykazały podobne wyniki w zakresie przyspieszonego rozwoju i degradacji neuronów, sugerował, że może to być zjawisko charakterystyczne dla autyzmu w ogóle. „Wyniki naszych badań pokazują, że dzieci z autyzmem, które zwykle charakteryzują się późnym rozwojem, faktycznie zaczynają się od przyspieszonego rozwoju. Fakt, że te odkrycia były wspólne dla różnych mutacji w różnych genach, a nawet w różnych chromosomach, sugeruje, że zjawisko to może być charakterystyczne dla mózgów dzieci z autyzmem” – podsumowała.