Čini se da gen koji je ranije bio povezan sa poremećajem autističnog spektra (ASD) od strane istraživača UT Southvestern Medical Center-a igra važnu ulogu u usmeravanju ćelija u hipokampusu mozga ka njihovim konačnim identitetima, izvestio je isti tim u novoj studiji. Nalazi, objavljeni u Science Advances, mogli bi na kraju dovesti do novih terapija za preovlađujući neurorazvojni poremećaj.
„Ova studija je jedna od retkih koja pruža mehaničko razumevanje poremećaja spektra autizma“, rekla je viši autor dr Marija Čahrur, vanredni profesor neuronauke i psihijatrije i istraživač na Institutu za mozak Petera O’Donela mlađeg u UT Southwestern.
Oko 1 od svakih 36 dece u Sjedinjenim Državama dijagnostikuje se ASD, prema Centrima za kontrolu i prevenciju bolesti. Podvlačeći značajnu ulogu genetike u ASD-u, dr Čahrur je primetio da studije blizanaca sugerišu oko 90% naslednosti. Iako su identifikovane stotine gena povezanih sa ASD, dodala je, kako ovi geni mogu doprineti poremećaju je uglavnom nepoznato.
Godine 2020. dr Čahrur i njene kolege otkrile su gen povezan sa ASD-om nazvan KDM5A, pokazujući da pacijenti koji nose mutacije u ovom genu obično imaju ASD, nedostatak govora, intelektualnu nesposobnost i druge simptome. Iako je poznato da KDM5A kodira regulator hromatina – protein koji utiče na to kako je DNK upakovana u ćelije i da li se eksprimiraju drugi geni – mehanizam koji stoji iza njegove uloge u ASD nije poznat.
Znajući da regulatori hromatina utiču na ćelijski identitet, ili kako se ćelije razvijaju u specifične tipove, dr Čahrur i njene kolege su se udubile u asortiman tipova ćelija u modelu miša u kojem je ovaj gen eliminisan. Posebno su posmatrali moždani centar za učenje i pamćenje, hipokampus, čija se struktura i funkcija menja u ASD.
Hipokampus ima četiri glavna tipa ćelija — ekscitatorne neurone, inhibitorne neurone, gliju i endotelne ćelije — i ova četiri se dalje dele na 24 podtipa. Koristeći tehniku poznatu kao sekvenciranje RNK sa jednim jezgrom, istraživači su sekvencirali više od 105.000 jezgara kako bi uporedili populacije tipova ćelija prisutnih u hipokampusu među miševima sa KDM5A i miševima bez gena, ili „nokautom“.
Njihova analiza je pokazala jasne razlike u četiri podtipa ekscitatornih neurona i dva podtipa inhibitornih neurona. Kod miševa bez KDM5A, neki od ovih tipova ćelija su se povećali u broju, neki su se smanjili, a jedan je prešao na drugi podtip unutar svoje klase, što sugeriše da KDM5A igra važnu ulogu u određivanju identiteta ćelije tokom razvoja.
Pažljiviji pogled na ćelije u hipokampu KDM5A nokautiranih životinja pokazao je da su ćelije u ovoj oblasti izgledale zrelije, sa abnormalno više i dužim razgranatim ćelijama nego kod životinja sa KDM5A. Mnoge od pogođenih ćelija živele su u regionu hipokampusa poznatom kao CA1, ključnom za skladištenje društvenih sećanja ili sećanja na interakcije sa drugima.
Promene u tipovima ćelija mogu dovesti do neravnoteže ekscitacije i inhibicije, a defekti u ćelijskom razvoju mogu oštetiti kola hipokampusa i dovesti do disfunkcije hipokampusa, što predstavlja neke od simptoma povezanih sa ASD, rekao je dr Čahrur.
Dr Čahrur, koja je takođe vanredni profesor u Eugene McDermott Centru za ljudski rast i razvoj i Centru za genetiku odbrane domaćina pri UTSV, rekla je da ovi nalazi doprinose vitalnoj misiji njene laboratorije: da razume molekularne mehanizme koji leže u osnovi ASD i srodna neurorazvojna stanja.
