Aby umożliwić badanie przyczyn genetycznych zaburzeń ze spektrum autyzmu, zespół badawczy uniwersytetu Kobe stworzył bank 63 mysich embrionalnych linii komórek macierzystych zawierających mutacje najsilniej związane z zaburzeniem. Osiągnięcie było możliwe poprzez opracowanie nowej i bardziej wydajnej metody zmiany genomu embrionalnych komórek macierzystych.
Chociaż dobrze rozumie się, że genetyka wpływa na rozwój zaburzenia spektrum autyzmu, nikt nie mógł jeszcze wskazać dokładnej przyczyny i mechanizmu. Aby zbadać biologiczne tło chorób, naukowcy używają modeli: Modele komórkowe pozwalają nam zbadać, w jaki sposób zmiany genów wpływają na kształt i funkcję komórki, podczas gdy modele zwierzęce pokazują, w jaki sposób zmiana jej składników komórkowych wpływa na zdrowie i zachowanie. Pomimo znacznych różnic między myszami i ludźmi, wiele genów powodujących choroby jest bardzo podobnych i powodują podobne warunki w tych gatunkach. „Jednym z problemów jest jednak brak znormalizowanego modelu biologicznego do badania skutków różnych mutacji związanych z zaburzeniem spektrum autyzmu. Utrudnia to na przykład, czy mają one wspólne skutki, czy to specyficzne dla niektórych rodzajów komórek”, wyjaśnia neuronauk od uniwersytetu Kobe Takumi.
Tak więc dwanaście lat temu Takumi i jego zespół wyruszyli w podróż, aby to zmienić. Będąc ekspertami w badaniu mysich modeli zaburzenia, połączyli konwencjonalną technikę manipulacji dla embrionalnych komórek macierzystych myszy-komórek, które można wprowadzić w niemal dowolną komórkę w ciele-z wówczas odkrytym wówczas odkrytym, wysoce specyficznym i łatwym w użyciu systemem edycji genów CRISPR. Ta nowa metoda okazała się wysoce skuteczna w tworzeniu wariantów genetycznych tych komórek i pozwoliła zespołowi uniwersyteckiemu KOBE na wytworzenie banku 63 mysich embrionalnych linii komórkowych macierzystych wariantów genetycznych najsilniej związanych z zaburzeniem spektrum autyzmu.
W czasopiśmie Cell Genomics Takumi i jego zespół opublikowali teraz, że byli w stanie rozwinąć swoje komórki w szeroki zakres rodzajów komórek i tkanek, a nawet generować dorosłe myszy z ich różnicami genetycznymi. Analiza samych wykazała, że ich linie komórkowe były odpowiednimi modelami do badania zaburzenia spektrum autyzmu. Jednak linie komórkowe pozwoliły im również przeprowadzić analizy danych na dużą skalę w celu wyraźnego identyfikacji genów, które są nienormalnie aktywne, i w których typu komórek jest tak.
Jedną z rzeczy, które ujawniła analiza danych, jest to, że mutacje wywołujące autyzm często powodują, że neurony nie są w stanie wyeliminować zniekształconych białek. „Jest to szczególnie interesujące, ponieważ lokalna produkcja białek jest unikalną cechą neuronów, a brak kontroli jakości tych białek może być przyczynowym czynnikiem wad neuronalnych”, wyjaśnia Takumi.
Neuronaunik Uniwersytetu Kobe oczekuje, że osiągnięcia jego zespołu, które zostało udostępnione innym badaczom i może być elastycznie zintegrowane z innymi technikami laboratoryjnymi i dostosowywanie się do innych celów, będzie nieocenionym zasobem dla społeczności naukowej badającej autyzm i próbującym znaleźć cele narkotykowe. Dodaje: „Co ciekawe, badane warianty genetyczne są również zaangażowane w inne zaburzenia neuropsychiatryczne, takie jak schizofrenia i zaburzenie afektywne dwubiegunowe. Tak więc ta biblioteka może być przydatna również do badania innych warunków”.
Badania zostały sfinansowane przez Japan Society for the Promotion of Science (Grants 16H06316, 16F16110, 21H00202, 21H04813, 23KK0132, 23H04233, 24H00620, 24H01241, 24K22036, 17K07119 i 21K07820), Japońska Agencja Medical Research and Development (Grant (Grant A Development (Grant (Grant ” JP21WM0425011), Japan Science and Technology Agency (Grants JPMJPF2018, JPMJMS2299 i JPMJMS229B), The National Center of Neurology and Psychiatre (Grant 6-9), Fundacja Science Science Foundation, Fundacja Smoking Research, Fundacja Smoking Research Foundation, Fundacja Smoking Research Foundation, Foundation of Smoking Foundation Pediatrics, Taiju Life Social Welfare Foundation, Tokumori Yasumoto Memorial Trust dla badań nad guzowatym kompleksem stwardnienia i powiązanych rzadkich chorób neurologicznych oraz Takeda Pharmaceutical Company Ltd. Została przeprowadzona we współpracy z naukowcami z Riken Center for Brain Science, Radboud University, Riken Center, Agencja Technologii, Riken, Riken dla Centrum Riken dla Riken Center, Riken Center, Riken, Riken, Riken dla Centrum Riken, Riken dla Riken, Riken, Riken, A Riken, Riken, Riken, Riken dla Centrum Riken, Riken. Biosystemy Dynamics Research i Hiroshima University.
Kobe University to krajowy uniwersytet z korzeniami pochodzącymi z Kobe Higher Commercial School założony w 1902 roku. Jest to obecnie jeden z wiodących japońskich uniwersytetów badawczych z prawie 16 000 studentów i prawie 1700 wykładowców na 11 wydziałach i szkołach oraz 15 szkołach wyższych. Łącząc nauki społeczne i naturalne w celu kultywowania liderów z interdyscyplinarną perspektywą, Kobe University tworzy wiedzę i wspiera innowacje w celu sprostania wyzwaniom społeczeństwa.