14 Lut

Autyzm może się zacząć w procesie rozwoju mózgu

W mózgach myszy z symptomami podobnymi do autyzmu rozwinęły się neuronowe defekty, w momencie kiedy pierwsze obwody nerwowe nabierały kształtu.

Nadmiar neuronowych połączeń, obserwowany typowo w autystycznych mózgach zaczyna się we wczesnym stadium rozwoju ssaków, gdy kluczowe neurony w rejonie mózgu znanym jako kora mózgowa zaczynają formować pierwsze obwody, pokazują nowe badania Uniwersytetu w Maryland (USA). Poprzez wypunktowanie, gdzie i kiedy pierwsze defekty powiązane z autyzmem rozwijają się u myszy, wyniki badań mogą doprowadzić do głębszego zrozumienia mechanizmu powstawania autyzmu u ludzi, a także wypracowania możliwych wczesnych strategii interwencji.

Autyzm nie jest pojedynczą jednostką, lecz całym spektrum zaburzeń, które wpływają na zdolność mózgu do postrzegania i przetwarzania informacji. Ostatnie badania sugerują, że zbyt wiele połączeń w mózgu może być przynajmniej częściowo odpowiedzialne za objawy autyzmu, od deficytów komunikacyjnych, aż po niezwykłe talenty.

Nowe badania przeprowadzone na Uniwersytecie w Maryland sugerują, że nadmiar połączeń zaczyna się we wczesnym stadium rozwoju ssaków, gdy kluczowe neurony w rejonie mózgu znanym jako kora mózgowa zaczynają formować pierwsze obwody, pokazują nowe badania Uniwersytetu Maryland (USA). Poprzez wypunktowanie, gdzie i kiedy pierwsze defekty powiązane z autyzmem rozwijają się w przypadku myszy, wyniki badań mogą doprowadzić do lepszego zrozumienia autyzmu u ludzi, a także wypracowania możliwych wczesnych strategii interwencji.

Badacze nakreślili swoje spostrzeżenia w pracy opublikowanej 31 stycznia br. w dzienniku Cell Reports.

„Nasza praca wskazuje, że neuronowa patologia autyzmu manifestuje się w najwcześniejszych połączeniach korowych, formowanych przez typ komórek nazywany neuronami płytowymi”, powiedział profesor biologii i starszy badacz Uniwersytetu Maryland Patrick Kanold. „Nikt dotychczas nie patrzył na tak wczesny etap rozwoju obwodów tak szczegółowo i w kontekście autyzmu. To naprawdę nowe odkrycie i  reprezentuje potencjalnie nowy paradygmat w badaniach nad autyzmem.

Płytowe neurony formują pierwsze połączenia w rozwoju kory mózgowej – zewnętrznej części mózgu ssaków, odpowiadającej za postrzeganie, pamięć i – u ludzi – wyższe funkcje, takie jak język i myślenie abstrakcyjne. W miarę rozwoju mózgu, złączone neurony płytowe budują sieć rusztowań, mających w zamyśle wesprzeć inne neurony, które pojawią się w procesie późniejszego rozwoju.

„Kora jest bardzo ważnym regionem w mózgu dorosłego człowieka, który poddaje się złożonemu, wieloetapowemu procesowi rozwojowemu” – powiedział Daniel Nagode, były badacz tego uniwersytetu i główny autor badania. „Ponieważ nasze odkrycia ukazują najwcześniejsze stadia formowania się obwodu kory na przykładzie myszy, sugerują też, że patologiczne zmiany prowadzące do autyzmu mogą się zacząć jeszcze przed narodzeniem danego człowieka”.

Aby zbadać związek pomiędzy autyzmem a rozwojem neuronów płytowych u myszy Karold, Nagode i ich współpracownicy zaczęli od dobrze ustabilizowanego modelu autystycznej myszy. Model obejmował podawanie kwasu walproinowego embrionom myszy, dwunastego dnia ich dwudziestodniowego cyklu ciążowego poprzez wstrzyknięcie lekarstwa ich matce. Kwas walproinowy ma dobrze znany związek z autyzmem u ludzi, a także wywołuje podobne do autyzmu behawioralne i poznawcze zaburzenia u myszy. Na przykład, nowonarodzone myszy będą wydawać z siebie wysokie dźwięki, kiedy będą oddzielone od swojego rodzeństwa, lecz te „leczone” kwasem walproinowym – będą milczeć.

Badacze użyli techniki nazywanej fotostymulacją laserowym skanowaniem, by zobrazować połączenia między indywidualnymi neuronami płytowymi w mózgach małych myszy. W ciągu pierwszego tygodnia po urodzeniu, myszy będące pod wpływem VPA miały nadmierne połączenia neuronów płytowych. Z kolei myszy z grupy kontrolnej, którym nie podawano VPA miały normalne połączenia w tkance kory mózgowej.

Dziesięć dni po urodzeniu, łatki nadmiernie połączonych neuronów płytowych stały się rozprzestrzenione i homogeniczne u myszy pod wpływem VPA, w porównaniu do zwierząt z grupy kontrolnej. Ponieważ neurony płytowe pomagają podłożyć podwaliny pod rozwój kory mózgowej we wszystkich mózgach ssaków, to zagęszczenie nadmiernie połączonych neuronów płytowych w rozwijającej się korze mózgowej może skutkować stałym, nadmiernym połączeniem między neuronami.

„Neurony płytowe formują kluczowe struktury rozwojowe. Jeśli postęp wczesnego rozwoju jest upośledzony, późnieszy rozwój także jest zaburzony”, wyjaśnia Kanold. W rozwijającym się ludzkim płodzie, ten etap jest kluczową bramą, kiedy tych neuronów jest najwięcej.”

Jeśli ta sama dynamika ma zastosowanie w ludzkich mózgach, nadmierne połączenia w rozwijającej się tkance korowej może skutkować neurologicznymi zaburzeniami, obserwowanymi przy autyzmie, mówi Kanold. Zarówno u myszy, jak i u ludzi, czas rozwoju tych neuronów jest bardzo krótki.

„Ustalenie czasu tych procesów jest bardzo istotne. Nadmierna łączność u myszy potraktowanych kwasem walproinowym zdarza się tylko punktowo, kilka dni po urodzeniu”, mówi Nagode. Lecz już po 10 dniach, jest ona znacznie szerzej rozpowszechniona.

U myszy rozwój kluczowych neuronów ma miejsce przeważnie zaraz po urodzeniu. Neurony te mogą obumrzeć i zniknąć po wykonaniu swojego zadania, podczas gdy zastępują je inne neurony. U ludzi pierwsze połączenia neuronów płytowych formują się w drugim trymestrze ciąży. Do czasu, gdy ludzie się urodzą, większość tych neuronów już znika.

„Nasze wyniki wskazują, że możemy być zmuszeni interweniować dość wcześnie, by zdiagnozować autyzm”, mówi Kanold. „Mózg płodu nie jest tylko małym mózgiem dorosłego człowieka i te neurony robią większą różnicę. Mogą one w rzeczywistości być innymi zaburzeniami rozwojowymi, którym możemy stawić czoła ,przy pomocy tych informacji”.

Żródło: tutaj

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany.