Badania nad autyzmem przez lata skupiały się na głębszym zrozumieniu powstawania jego przyczyn. Wieloletnie analizy i eksperymenty wykazały, że autyzm ma silne podłoże genetyczne. Badacze z Uniwersytetu Stanforda skupili się na poszukaniu genów odpowiedzialnych za wykształcanie się zaburzeń neurologicznych. Udało im się wyodrębnić 46 genów związanych z zaburzeniami neurorozwojowymi, w tym właśnie spektrum autyzmu. Ich badania skupiły się na równowadze między neuroprzekaźnikami pobudzającymi a hamującymi w mózgu. Te odkrycia genetyczne dotyczące spektrum autyzmu otwierają nowe perspektywy w terapii. Po szczegóły zapraszamy do przeczytania dalszej części artykułu.
Przyczyny autyzmu
W momencie usłyszenia diagnozy spektrum autyzmu u swojego dziecka czy w dorosłości u siebie często zastanawiamy się, skąd to się wzięło. O potencjalnych przyczynach autyzmu pisaliśmy niejednokrotnie. Obecnie stan wiedzy naukowej sugeruje, że przyczyna jest wieloczynnikowa. Przykładowo, gdy predyspozycje genetyczne łączą się z czynnikami środowiskowym. Jednak dzisiaj chcielibyśmy się skupić na najnowszych badaniach związanych z potencjalnymi przyczynami genetycznymi spektrum autyzmu.
W ostatnich latach badania nad autyzmem skupiały się na identyfikowaniu genów związanych występowaniem tego zaburzenia. Wśród setek genów, które wydają się przyczyniać się do chorób układu nerwowego, 46 z nich zostało zidentyfikowanych jako kluczowe dla rozwoju neuroprzekaźników hamujących. Okazuje się, że brak równowagi pomiędzy tymi neuroprzekaźnikami a neuroprzekaźnikami pobudzającymi może być główną przyczyną zaburzeń ze spektrum autyzmu.
Czym są neuroprzekaźniki hamujące i pobudzające?
Neuroprzekaźniki to substancje chemiczne uwalniane w synapsie przez komórkę nerwową przekazującą (presynaptyczną). Te substancje oddziałują w określony sposób na komórkę odbierającą (postsynaptyczną). Ich oddziaływanie może prowadzić do pobudzenia lub zahamowania aktywności komórki postsynaptycznej.
Neuroprzekaźniki hamujące po wydzieleniu z neuronu presynaptycznego prowadzą do zahamowania (hiperopolaryzacji) czynności komórki odbierającej postsynaptycznej. Do najważniejszych neuroprzekaźników hamujących zalicza się kwas γ‐aminomasłowy i glicynę.
Neuroprzekaźniki pobudzające prowadzą do depolaryzacji komórki nerwowej i do przesłania dalej przenoszonego przez synapsę impulsu. Działają, jeśli docierają w odpowiedniej ilości do komórki odbierającej postsynaptycznej. Przykładowo należy do nich dopamina.
Odkrycia genetyczne naukowców z Uniwersytetu Stanforda dotyczące spektrum autyzmu
Zespół badaczy wykorzystał nowoczesne narzędzia, w tym technologię CRISPR, do modyfikacji genów. Nie ma etycznego sposobu badania rozwijającego się mózgu człowieka. Dlatego naukowcy stworzyli tkankę, która na szalce Petriego imitowała rozwój ludzkiego mózgu. W procesie tworzenia tkanki wykorzystali czynniki wzrostu, składniki odżywcze i komórki macierzyste obecne podczas rozwoju embrionalnego. Dzięki temu wyhodowali niewielką tkankę imitującą część ludzkiego mózgu.
Podczas swojej pracy naukowcy wykorzystywali metody inżynierii genetycznej np. przy fuzji genów. Dodatkowo dodali technologię CRISPR, która jest często wykorzystywana w celu wyeliminowania określonych genów. Za pomocą najnowocześniejszych technologii przetestowali 425 genów powiązanych z zaburzeniami neurorozwojowymi.
Dzięki temu udało im się określić 46 genów, które zakłócają wytwarzanie i migrację interneuronów. Natomiast te biorą ogromny udział w procesach hamowania i pobudzania komórek postsynaptycznych. Brak 13 z nich zatrzymał tworzenie się interneuronów. Natomiast brak pozostałych 33 zablokował przesyłanie informacji do kory mózgowej. Tym samym zidentyfikowali geny, które z dużym prawdopodobieństwem są powiązane ze spektrum autyzmu.
Co z tego wynika?
Odkrycia te poszerzają naszą wiedzę na temat związków między genami a zaburzeniami neurologicznymi. Chociaż autyzm jest złożonym zaburzeniem, to zidentyfikowanie konkretnych genów stanowi krok w kierunku lepszego zrozumienia jego powstawania. Te zidentyfikowane 46 genów to około 10% wszystkich znanych genów związanych z zaburzeniami neurorozwojowymi. Ich dysfunkcja wskazuje na podgrupę zaburzeń neurorozwojowych, które charakteryzują się niewystarczającym hamowaniem pobudzających neuronów korowych.
Z dużym prawdopodobieństwem geny same w sobie nie są wyłącznie odpowiedzialne za autyzm. Ponadto zdaniem naukowców brak równowagi neuronalnej nie jest jedyną możliwą przyczyną spektrum autyzmu. Jednakże odkrycia te to kolejny krok do poznania przyczyn tego zaburzenia. Dodatkowo mogą mieć później znaczenie dla opracowania ścieżki terapeutycznej. Choć droga do opracowania skutecznej terapii jest jeszcze baaardzo długa.