Prva analiza o tome kako se sinaptički proteini menjaju tokom ranog razvoja otkriva razlike između miševa i marmozeta, kao i šta je drugačije kod osoba sa poremećajima iz autističnog spektra. Nalazi Univerziteta Kobe nude prvi uvid u mehanizam koji stoji iza sinaptičkog razvoja i otvara puteve za istraživanje mogućih tretmana.
S obzirom da su sinapse veze između naših moždanih ćelija, moglo bi se pomisliti da je imati što više njih dobra stvar. Međutim, mozgovi primata rade nešto neočekivano: nakon ranog detinjstva, veze između moždanih ćelija počinju da se smanjuju u procesu koji se naziva „sinaptičko orezivanje“. Iznenađujuće, znamo vrlo malo o molekularnom mehanizmu koji stoji iza toga kako se sinapse menjaju kako mozak sazreva, a ovo je takođe prepreka za razvoj lekova za neuropsihološke poremećaje kao što je poremećaj autističnog spektra.
Oba nedavna razvoja u sposobnosti analiziranja složenih proteinskih sklopova i nedavna dostupnost marmozeta kao neljudskih primata model organizama za studije o mozgu omogućili su neuronaučniku Univerziteta Kobe Takumi Toru da se pozabavi ovim jazom u znanju.
On objašnjava: „Saradnja sa stručnjacima za proteomiku i mozak neljudskih primata bila je kritičan faktor za omogućavanje ove studije. Takođe, uspostavili smo analitički kanal za upoređivanje više bioloških skupova podataka koristeći najnovije statističke i bioinformatičke alate, koji su još jedan ključni element.“
Ovim su fokusirali svoje studije na analizu aglomeracije proteina koja se nalazi na strani sinapsi koja prima signal, takozvana „postsinaptička gustina“, pošto je u prethodnim studijama postalo jasno da su njeni sastojci ključni za razvoj male izbočine u obliku pečurke na ćelijama koje primaju signal gde se formiraju sinapse.
Njihovi rezultati, objavljeni u časopisu Nature Communications, prvi su pogled nauke na ono što se dešava na nivou proteina u sinapsama tokom razvoja mozga u prvim nedeljama, mesecima i godinama nakon rođenja. Istraživački tim je identifikovao grupu proteina koji se proizvode više i druge koji se proizvode manje kako vreme prolazi i mogao bi potvrditi da je to zbog promena u regulaciji gena.
Takođe su otkrili da je tajming ove uredbe različit kod miševa i marmozeta: Ono što se dešava kod miševa dve nedelje nakon rođenja dešava se pre ili oko rođenja kod marmozeta. Pored toga, marmozeti imaju drugu fazu promena proteina koju miševi nemaju.
„Ovo može biti povezano sa evolucionim razlikama između mozga glodara i primata“, komentariše Kaizuka Takeši, prvi autor rada, takođe u vezi sa procesom sinaptičkog obrezivanja.
Takumijevo interesovanje nije stalo na tome. Znajući da je razvoj poremećaja iz autističnog spektra povezan sa razvojnom nezrelošću sinapsi, istražili su šta to znači na nivou proteina koje je njegova grupa identifikovala da su povezani sa razvojem sinapsi. Zaista, otkrili su da su geni za koje se izveštava da su različito izraženi kod pacijenata sa autizmom takođe istaknuti u njihovim podacima.
„Ovi podaci sugerišu da je postsinaptička gustina kod pacijenata sa poremećajem iz autističnog spektra relativno slična onoj u prenatalnom ili neonatalnom periodu u poređenju sa zdravim subjektima“, pišu istraživači u studiji. Mogućnost da se konstruišu hipoteze o molekularnom mehanizmu koji stoji iza pojave poremećaja može otvoriti put za razvoj tretmana.
Takumi kaže: „Razvoj sinapse je ključno pitanje koje treba uzeti u obzir u sazrevanju mozga. Njegove abnormalnosti su povezane sa neuropsihijatrijskim poremećajima, uključujući poremećaje spektra autizma i šizofreniju. Skupovi podataka o proteomima koje smo pružili su važni za razmatranje molekularnih mehanizama razvoja sinapsa i razlika između glodara i primata“.
