Коришћење истраживања кожних ћелија за испитивање ћелијске основе аутизма
Неурознанственици са Медицинског факултета Универзитета Станфорд проучавали су ћелије пацијената са Тимотхи-јевим синдромом, ретким генетским стањем које је повезано са једним од најпродорнијих облика аутизма: Другим речима, већина људи са мутацијом Тимотхи-јевог синдрома има аутизам као симптом, међу други проблеми.
Аутизам је спектар развојних поремећаја оштећене социјалне и вербалне интеракције. Нажалост, медицинска наука није развила методу за лечење основних узрока аутизма. Сходно томе, разумевање шта се поквари у аутистичном развоју мозга подручје је значајних истрага.
У тренутној студији научници претпостављају да је аутизам код пацијената са Тимотхијевим синдромом узрокован генском мутацијом која омета комуникацију нервних ћелија.
Конкретно, научници верују да мутација гена чини калцијумове канале у мембранама неурона неисправним, ометајући начин на који ти неурони комуницирају и развијају се.
Проток калцијума у неуроне омогућава им ватру, а начин на који се регулише проток калцијума кључни је фактор у томе како функционише наш мозак.
Истраживачи су такође открили да су мождане ћелије узгајане од особа са Тимотејевим синдромом резултирале мањим бројем врста ћелија које повезују обе половине мозга, као и прекомерном производњом два хемијска гласника мозга, допамином и норепинефрином. Штавише, открили су да могу да преокрену ове ефекте хемијским блокирањем неисправних канала.
Сергиу Пасца, доктор медицине и др Рицардо Долметсцх, водили су студију која је објављена на мрежи у Натуре Медицине.
Према истраживачима, празнине у нашем разумевању узрока психијатријских поремећаја попут аутизма отежале су им лечење. Природно, истраживање аутизма и других психијатријских и неуролошких болести ограничено је немогућношћу узорковања и експериментисања на живим можданим ткивима.
Да би се позабавили овим проблемом, Долметсцх и његове колеге су користили нов приступ који укључује такозване индуковане плурипотентне матичне ћелије или иПС ћелије.
„Развили смо начин узимања ћелија коже од људи са Тимотхијевим синдромом и претварања у матичне ћелије, а затим претварања тих матичних ћелија у неуроне“, рекао је Долметсцх. Научници су ове иПС ћелије узгајали као слободно плутајуће накупине у раствору богатом хранљивим састојцима, касније преносећи накупине на плоче за културу ткива.
У медијуму су неке од плоча развиле тродимензионалне, мождане сфере чије су ћелије касније мигрирале напоље и сазреле у неуроне.
Ови неурони су формирали три различита слоја, што је добра прва апроксимација живог ткива у мозгу. Визуелизацијом ових неурона под микроскопом и квантификовањем њихове експресије гена, научници су на ћелијском нивоу могли да карактеришу абнормалности које могу бити повезане са аутизмом.
Неурони порасли из иПС ћелија Тимотхи-јевог синдрома показали су веће од нормалних скокова нивоа калцијума, што указује на то да калцијумови канали губе способност затварања. Ово је покренуло драматичне промене у неуронској сигнализацији, реконфигуришући како су гени изражени.
Ово откриће појачава став да је аутизам резултат недостатака у повезаности мозга.
Пасца и Долметсцх су имали „аха“ тренутак када су схватили да неурони израсли из ћелија Тимотејевог синдрома чине превише ензима најкритичнијег за производњу допамина и норадреналина, који играју важну улогу у сензорној обради и социјалном понашању. Спознаја може понудити важне назнаке о томе шта узрокује проблеме виђене код аутизма.
Да би утврдили да ли је пораст ензима реверзибилан, научници су обрадили неуроне хемикалијом која блокира неисправне калцијумове канале, названом росковитин.
Видели су скоро 70 одсто смањења удела ћелија које производе ензим, потврђујући да је дефектни калцијумови канал кривац за производњу превише допамина и норепинефрина. Таква реверзибилност сугерише да се одређене ћелијске абнормалности у аутизму могу лечити.
Долметсцх је, међутим, упозорио да росковитин тренутно није одобрен за употребу код људи и да никада није тестиран на деци. Иако је тренутно у клиничким испитивањима рака плућа, наводно узрокује мучнину и друге нежељене ефекте.
„Пријављени нежељени ефекти су вероватно последица чињенице да, осим што циља канал који је мутиран у аутизму, росковитин такође инхибира киназе потребне за пролиферацију ћелија“, рекао је. „Сматрамо да је росковитин добра полазна основа, али вероватно мора да се оптимизује пре него што буде користан за аутизам.“
У међувремену, студија представља велико постигнуће својим успехом у развоју технике за поновно стварање како се неурони појединаца са Тимотхи-јевим синдромом развијају у лабораторијским условима. То је први пут да је могуће проучавати поремећај у људским ћелијама, а не у ћелијама миша, тако да представља бољи клинички модел, рекао је Долметсцх.
„Ови резултати могли би да доведу до врло моћног истраживачког алата“, рекао је. "То је људска психијатријска болест у петријевки."
Извор: Медицински центар Универзитета Станфорд
