Studija koju je vodio UCLA Health otkrila je najdetaljniji pogled na složene biološke mehanizme koji su u osnovi autizma, pokazujući prvu vezu između genetskog rizika od poremećaja i posmatrane ćelijske i genetske aktivnosti u različitim slojevima mozga.
Studija pod nazivom „Molekularne kaskade i potpisi specifični za tip ćelije u ASD-u otkriveni jednoćelijskom genomikom“, deo je drugog paketa studija konzorcijuma Nacionalnog instituta za zdravlje, PsichENCODE. Pokrenuta 2015. godine, inicijativa, kojom predsedava neurogenetičar sa UCLA dr Danijel Gešvind, radi na kreiranju mapa regulacije gena u različitim regionima mozga i različitim fazama razvoja mozga.
Konzorcijum ima za cilj da premosti jaz između studija o genetskom riziku za različite psihijatrijske poremećaje i potencijalnih uzročnih mehanizama na molekularnom nivou.
„Ova kolekcija rukopisa iz PsichENCODE-a, pojedinačno i kao paket, pruža resurs bez presedana za razumevanje odnosa rizika od bolesti sa genetskim mehanizmima u mozgu“, rekao je Gešvind.
Gešvindova studija o autizmu, jedna od devet objavljenih u časopisu Nauka od 24. maja, temelji se na decenijama istraživanja njegove grupe profilišući gene koji povećavaju podložnost poremećaju autističnog spektra i definišu konvergentne molekularne promene uočene u mozgu osoba sa autizmom. Međutim, šta pokreće ove molekularne promene i kako se one odnose na genetsku podložnost u ovom složenom stanju na nivou ćelije i kola nije dobro shvaćeno.
Profilisanje gena za poremećaj autističnog spektra, sa nekoliko izuzetaka u manjim studijama, dugo je bilo ograničeno na korišćenje masivnog tkiva iz mozga autističnih pojedinaca nakon smrti. Ove studije tkiva nisu u mogućnosti da pruže detaljne informacije kao što su razlike u sloju mozga, nivou kola i putevima specifičnim za ćelijski tip koji su povezani sa autizmom, kao i mehanizmima za regulaciju gena.
Da bi ovo rešio, Gešvind je koristio napredak u jednoćelijskim testovima, tehniku koja omogućava ekstrakciju i identifikaciju genetskih informacija u jezgru pojedinačnih ćelija. Ova tehnika pruža istraživačima mogućnost da se kreću po složenoj mreži različitih tipova ćelija mozga.
Više od 800.000 jezgara izolovano je iz postmortalnog moždanog tkiva 66 osoba od 2 do 60 godina, uključujući 33 osobe sa poremećajem autističnog spektra i 30 neurotipičnih osoba koje su delovale kao kontrole. Osobe sa autizmom uključivale su petoro sa definisanim genetskim oblikom koji se zove sindrom 15k duplikacije. Svaki uzorak je uparen prema starosti, polu i uzroku smrti u ravnoteži između slučajeva i kontrola.
Kroz ovo, Geschvind i njegov tim su bili u mogućnosti da identifikuju glavne tipove kortikalnih ćelija pogođenih poremećajem spektra autizma, koji uključuje i neurone i njihove ćelije za podršku, poznate kao glijalne ćelije. Konkretno, studija je otkrila najdublje promene u neuronima koji povezuju dve hemisfere i obezbeđuju dugotrajnu povezanost između različitih regiona mozga i grupe interneurona, nazvanih somatostatin interneuroni, koji su važni za sazrevanje i usavršavanje moždanih kola.
Kritični aspekt ove studije bila je identifikacija specifičnih mreža faktora transkripcije – mreže interakcija u kojoj proteini kontrolišu kada se gen ekspresuje ili inhibira – koje podstiču ove promene koje su primećene. Zanimljivo je da su ovi pokretači obogaćeni poznatim genima rizika od poremećaja spektra autizma sa visokim poverenjem i uticali su na velike promene u diferencijalnoj ekspresiji u specifičnim podtipovima ćelija. Ovo je prvi put da potencijalni mehanizam povezuje promene koje se dešavaju u mozgu kod ASD-a direktno sa osnovnim genetskim uzrocima.
Identifikovanje ovih složenih molekularnih mehanizama koji su u osnovi autizma i drugih proučavanih psihijatrijskih poremećaja moglo bi da doprinese razvoju novih terapeutika za lečenje ovih poremećaja.
„Ovi nalazi pružaju snažan i rafiniran okvir za razumevanje molekularnih promena koje se dešavaju u mozgu kod ljudi sa ASD-om – u kojim tipovima ćelija se javljaju i kako se odnose na moždana kola“, rekao je Gešvind. „Oni sugerišu da su uočene promene nizvodno od poznatih genetskih uzroka autizma, pružajući uvid u potencijalne uzročne mehanizme bolesti.“
