Експеримент възвръща нормалната функция на ген, свързан с аутизма
Учени откриха промени в неврологичната конструкция, които евентуално лежат в основата на синдрома на Пит-Хопкинс – разстройство от аутистичния набор. Постижението е станало допустимо благодарение на отгледани в лабораторни условия „ мини мозъци “, основани от човешки кафези.
Нещо повече – учените съумяват да възстановят изгубената генетична функционалност чрез генна терапия. Те се надяват, че един ден тяхното изобретение ще може да сътвори лечения, които да подобрят качеството на живот с хората, страдащи от това разстройство.
Синдромът Пит-Хопкинс съставлява невродегенеративно положение, което се появява в резултат на разновидност в ген, наименуван TCF4. То попада в аутистичния набор и визира съществено двигателните умения и сензорната интеграция.
Освен това измененията в гена TCF4 се свързват и с други форми на аутизма, както и с най-различни невродегенеративни положения, в това число шизофрения.
Въпреки че този ген играе основна роля в развиването на нашите мозъци, ние знаем изненадващо малко за неговите механизми – нито в типичната, нито в мутиралата му форма. Ето за какво откриватели от Университета на Кампинас в Испания и Калифорнийския университет в Сан Диего вземат решение да трансформират това, като стартират да изследват функционалността на гена в среда, близка до тази на развиващия се мозък.
Кожни кафези, извлечени от доброволци, диагностицирани със синдрома Пит-Хопкинс, са препрограмирани в стволови, които образуват основата на сходна на мозък маса, наречена мозъчен кортикален органоид.
Органоидите съставляват опростени версии на същинския мозък. Те са неспособни да правят всички функционалности, които са типични за действителния отговор. Въпреки това оказват помощ на откривателите да учат избрани аспекти от мозъка – те показват разнообразни характерности, в това число реда на тъканното развиване и каскадата от химични реакции, които кардинално се следят в развиващия се зародиш.
Специалистите учат напредъка на тъканите в мутиралите версии на TCF4, взети от хора, страдащи от синдрома на Пит-Хопкинс, и ги съпоставят с тъкани на по-типични TCF4 гени. Именно по този метод те съумяват да картографират измененията, настъпващи в тъканната конструкция и функционалност.
„ Дори без микроскоп човек може да види кои мозъчни органоиди се характеризират с разновидност “, споделя педиатърът Алисън Р. Муотри от Калифорнийския университет в Сан Диего.
Масите, основани с атипичните TCF4 гени, са очевидно по-малки от контролните органоиди. Някои даже се отличават с поляризирано деформиране на своята обща конструкция.
Учените също по този начин откриват, че версия на гена, виновен за синдрома на Пит-Хопкинс, „ замразява “ прогениторните кафези, които водят до образуването на разнообразни неврони, и пречи на способността им да се диверсифицират.
В резултат на това броят на невроните в мозъчната кора е по-малък. Активността им също понижава. Тези два фактора биха могли да обяснят значителните разлики, следени в мозъците на хора с аутизъм и шизофрения.
Една от аргументите за този спад в невралната диференциация, наподобява, е обвързвана с намаляването на избран вид от сигнализация в клетъчните мембрани.
Изследователите откриват, че като укрепват изкуствено това сигнализиране чрез съответни медикаменти, те съумяват да възвърнат най-малко част от невралното многообразие и електрическата интензивност на органоидите в региона на кората.
Генетичните корекции, осъществени върху TCF4 разновидностите в тъканите, пък съумяват да обезвреждат негативните резултати, провокирани от разновидностите. По този метод органоидите, основани от доброволци, страдащи от синдрома Пит-Хопкинс, замязват повече на контролните органоиди.
Макар и на пръв взор да наподобява малко, един ден това ново изобретение би могло да докара до основаването на революционни лечения. Все още обаче сме прекомерно надалеч от този миг. Органоидите не са изцяло функциониращи мозъци – т.е. съществуват голям брой фактори, които евентуално са били подценени и които могат евентуално да усложнят нещата.
Освен това положения като аутизъм и шизофрения стават видни чак след раждането. Ако не знаем по какъв начин измененията в диференциацията и интензивността на нервите въздействат на функционалността на по-развития мозък, няма по какъв начин да сме сигурни какъв брой ефикасни ще са лечения от този вид.
Изследването е оповестено в Nature Communications.
Източник: Science Alert
