Koristeći modele ljudskog „mini-mozaka“ poznate kao organoidi, naučnici sa Klinike Mejo i Univerziteta Jejl otkrili su da koreni poremećaja spektra autizma mogu biti povezani sa neravnotežom specifičnih neurona koji igraju ključnu ulogu u tome kako mozak komunicira i funkcioniše. Specifične ćelije su poznate kao ekscitatorni kortikalni neuroni.
Nova studija je objavljena u Nature Neuroscience.
Tim je otkrio abnormalnu neravnotežu ekscitatornih neurona u prednjem mozgu ljudi sa poremećajem, u zavisnosti od veličine njihove glave.
„Ova organoidna tehnologija nam je omogućila da ponovo stvorimo promene u razvoju mozga koje su se desile kod pacijenata kada su bile u materici, za koje se veruje da je to vreme kada nastaje poremećaj autističnog spektra“, kaže dr Aleksej Abizov, istraživač genoma. u Odeljenju za kvantitativne zdravstvene nauke u Maio Clinic Centru za individualizovanu medicinu. Dr Abizov je viši autor studije.
Poremećaj autističnog spektra je neurološko stanje koje utiče na način na koji ljudi percipiraju i komuniciraju sa drugima, što dovodi do izazova u društvenoj komunikaciji i ponašanju. Termin „spektar“ naglašava širok spektar simptoma i ozbiljnosti, i uključuje autizam, Aspergerov sindrom, dezintegrativni poremećaj u detinjstvu i neodređeni oblik pervazivnog razvojnog poremećaja.
Skoro 1 od 36 dece u SAD identifikovano je sa poremećajem iz spektra autizma, prema procenama Mreže za praćenje autizma i razvojnih smetnji Centra za kontrolu bolesti.
Za studiju, naučnici su prvo napravili minijaturne 3D modele nalik mozgu, nazvane organoidi. Grozdovi ćelija veličine graška počeli su kao ćelije kože ljudi sa poremećajem autističnog spektra. Ćelije kože su stavljene u posudu za kulturu i „reprogramirane“ nazad u stanje nalik matičnim ćelijama, koje se naziva indukovane pluripotentne matične ćelije. Ove takozvane glavne ćelije mogu se nagovoriti da se razviju u bilo koju ćeliju u telu, uključujući ćelije mozga.
Zatim su naučnici koristili specijalnu tehnologiju nazvanu jednoćelijsko sekvenciranje RNK da bi proučavali obrasce ekspresije gena pojedinačnih moždanih ćelija. Sve u svemu, oni su ispitali 664.272 moždane ćelije u tri različite faze razvoja mozga.
Naučnici su takođe otkrili da neravnoteža neurona potiče od promena u aktivnosti određenih gena poznatih kao „faktori transkripcije“, koji igraju ključnu ulogu u usmeravanju razvoja ćelija tokom početnih faza formiranja mozga.
Ova studija se zasniva na 13 godina objavljenih studija o poremećaju iz autističnog spektra od strane dr Abizova i njegovih saradnika, uključujući Floru Vakarino, doktora medicine, neuronaučnika sa Univerziteta Jejl. U jednoj pionirskoj studiji, oni su pokazali molekularne razlike u organoidima između ljudi sa autizmom i onih bez autizma i implicirali deregulaciju specifičnog faktora transkripcije zvanog FOKSG1 kao osnovni uzrok poremećaja.
„Autizam je uglavnom genetska bolest. Naš cilj je da možemo da utvrdimo rizik od poremećaja spektra autizma i eventualno ga sprečimo kod nerođenog deteta korišćenjem prenatalnog genetskog testiranja. Međutim, to bi zahtevalo detaljno znanje o tome kako se regulacija mozga narušava tokom razvoja Postoji mnogo aspekata u kojima bi organoidi mogli pomoći u ovom pravcu“, kaže dr Abizov.
