Zmiany w mózgu w autyzmie dotyczą całej kory mózgowej, a nie tylko poszczególnych obszarów, które mają wpływać na zachowania społeczne i język, zgodnie z nowym badaniem prowadzonym przez UCLA, które znacznie pogłębia wiedzę naukowców na temat rozwoju zaburzeń ze spektrum autyzmu (ASD) na poziomie molekularnym .
Badanie, opublikowane dzisiaj w Nature, reprezentuje kompleksowy wysiłek scharakteryzowania ASD na poziomie molekularnym. Podczas gdy zaburzenia neurologiczne, takie jak choroba Alzheimera lub choroba Parkinsona, mają dobrze zdefiniowane patologie, autyzm i inne zaburzenia psychiczne nie mają zdefiniowanej patologii, co utrudnia opracowanie bardziej skutecznych metod leczenia.
Nowe badanie wskazuje na zmiany w całym mózgu praktycznie we wszystkich 11 przeanalizowanych regionach korowych, niezależnie od tego, czy są to regiony o wyższym stopniu asocjacji – te zaangażowane w takie funkcje, jak rozumowanie, język, poznanie społeczne i elastyczność umysłowa – czy podstawowe regiony czuciowe. .
„Ta praca stanowi kulminację ponad dekady pracy wielu członków laboratorium, która była niezbędna do przeprowadzenia tak kompleksowej analizy mózgu autyzmu” – powiedział autor badania, dr Daniel Geschwind, Gordon and Virginia MacDonald Distinguished Professor of Human Genetyka, Neurologia i Psychiatria na UCLA. „Wreszcie zaczynamy uzyskiwać obraz stanu mózgu, na poziomie molekularnym, mózgu u osób, u których zdiagnozowano autyzm. Daje nam to patologię molekularną, podobną do innych zaburzeń mózgu, takich jak Choroba Parkinsona, choroba Alzheimera i udar mózgu stanowią kluczowy punkt wyjścia do zrozumienia mechanizmów zaburzenia, które będą informować i przyspieszać rozwój terapii zmieniających przebieg choroby”.
Nieco ponad dekadę temu Geschwind poprowadził pierwszą próbę zidentyfikowania patologii molekularnej autyzmu, skupiając się na dwóch obszarach mózgu, płacie skroniowym i płacie czołowym. Regiony te zostały wybrane, ponieważ są regionami asocjacyjnymi wyższego rzędu zaangażowanymi w wyższe poznanie – zwłaszcza poznanie społeczne, które jest zaburzone w ASD.
W ramach nowego badania naukowcy zbadali ekspresję genów w 11 regionach korowych, sekwencjonując RNA z każdego z czterech głównych płatów korowych. Porównali próbki tkanki mózgowej uzyskane po śmierci od 112 osób z ASD ze zdrową tkanką mózgową.
Podczas gdy każdy profilowany region korowy wykazywał zmiany, największy spadek poziomów genów miał miejsce w korze wzrokowej i korze ciemieniowej, które przetwarzają informacje takie jak dotyk, ból i temperatura. Naukowcy powiedzieli, że może to odzwierciedlać nadwrażliwość czuciową, która jest często zgłaszana u osób z ASD. Naukowcy znaleźli mocne dowody na to, że genetyczne ryzyko autyzmu jest wzbogacone o specyficzny moduł neuronalny, który ma niższą ekspresję w mózgu, co wskazuje, że RNA zmienia się w mózgu są prawdopodobnie przyczyną ASD, a nie wynikiem zaburzenia.
Jednym z kolejnych kroków jest ustalenie, czy naukowcy mogą wykorzystać podejścia obliczeniowe do opracowania terapii opartych na odwracaniu zmian w ekspresji genów, które naukowcy odkryli w ASD, powiedział Geschwind, dodając, że naukowcy mogą wykorzystać organoidy do modelowania zmian w celu lepszego zrozumienia ich mechanizmów.
Inni autorzy to Michael J. Gandal, Jillian R. Haney, Brie Wamsley, Chloe X. Yap, Sepideh Parhami, Prashant S. Emani, Nathan Chang, George T. Chen, Gil D. Hoftman, Diego de Alba, Gokul Ramaswami, Christopher L. Hartl, Arjun Bhattacharya, Chongyuan Luo, Ting Jin, Daifeng Wang, Riki Kawaguchi, Diana Quintero, Jing Ou, Ye Emily Wu, Neelroop N. Parikshak, Vivek Swarup, T. Grant Belgard, Mark Gerstein i Bogdan Pasaniuc. Autorzy zadeklarowali brak sprzecznych interesów.
Praca ta została sfinansowana z grantów dla Geschwind (NIMHR01MH110927, U01MH115746, P50-MH106438 i R01MH109912, R01MH094714), Gandala (SFARI Bridge to Independence Award, NIMH R01-MH121521, NIMH R01-MH123922 i NIC103557-P50- Nagrody za osiągnięcia dla College Scientists Foundation, Los Angeles Founder Chapter, UCLA Neuroscience Interdepartmental Program).