Badanie przeprowadzone pod kierunkiem Yale pokazuje, że z autyzmem powiązane są dwa rodzaje nieprawidłowości neurorozwojowych pojawiające się na wczesnym etapie rozwoju mózgu, a różnice te zależą od wielkości mózgu.
Wykorzystując organoidy mózgowe pochodzące z komórek macierzystych dzieci autystycznych, badacze odkryli odrębne wzorce wzrostu neuronów, co potencjalnie może pomóc w spersonalizowanym leczeniu i diagnozowaniu.
Wczesny rozwój mózgu i autyzm
Z pojawieniem się mózgu powiązano dwie odrębne nieprawidłowości neurorozwojowe, które pojawiają się zaledwie kilka tygodni po rozpoczęciu rozwoju mózgu zaburzenie ze spektrum autyzmu– wynika z badania prowadzonego pod kierunkiem Yale, w ramach którego naukowcy opracowali organoidy mózgowe z komórek macierzystych chłopców, u których zdiagnozowano tę chorobę.
Naukowcy twierdzą, że konkretne nieprawidłowości wydają się być podyktowane wielkością mózgu dziecka, co może pomóc lekarzom i badaczom w przyszłości w diagnozowaniu i leczeniu autyzmu.
Wyniki opublikowano w czasopiśmie Neuronauka przyrodnicza.
Spostrzeżenia z organoidów mózgowych
„To niesamowite, że u dzieci z tymi samymi objawami występują dwie różne formy zmienionych sieci neuronowych” – stwierdziła dr Flora Vaccarino, profesor Harrisa w Child Study Center w Yale School of Medicine i współautorka artykułu.
Korzystając z komórek macierzystych pobranych od 13 chłopców, u których zdiagnozowano autyzm – w tym ośmiu chłopców z makrocefalią, stanem, w którym głowa jest powiększona – zespół z Yale stworzył organoidy mózgowe (małe, trójwymiarowe repliki rozwijającego się mózgu) w naczyniu laboratoryjnym, które naśladują wzrost neuronów u płodu. Następnie porównali rozwój mózgu dzieci dotkniętych chorobą z rozwojem ich ojców. (Pacjenci zostali rekrutowani spośród kolegów klinicystów z Yale Child Study Center, które prowadzi badania, usługi i szkolenia w celu lepszego zrozumienia problemów zdrowotnych, przed którymi stoją dzieci i ich rodziny.)
Badaniem współprowadzili Alexandre Jourdon, Feinan Wu i Jessica Mariani, wszyscy z laboratorium Vaccarino w Yale School of Medicine.
Autyzm i przerost mózgu
Około 20% przypadków autyzmu dotyczy osób z makrocefalią – schorzeniem, w którym rozmiar głowy dziecka mieści się w granicach 90t percentyl lub większy przy urodzeniu. Wśród przypadków autyzmu są one zwykle cięższe.
Co ciekawe, naukowcy odkryli, że dzieci z autyzmem i makrocefalią wykazywały nadmierny wzrost neuronów pobudzających w porównaniu z ich ojcami, podczas gdy organoidy innych dzieci z autyzmem wykazywały deficyt tego samego typu neuronów.
Implikacje diagnostyczne i terapeutyczne
Autorzy twierdzą, że zdolność śledzenia wzrostu określonych typów neuronów może pomóc lekarzom w diagnozowaniu autyzmu, którego objawy pojawiają się zwykle od 18 do 24 miesięcy po urodzeniu.
Odkrycia mogą również pomóc w zidentyfikowaniu przypadków autyzmu, w których zastosowanie istniejących leków opracowanych w celu łagodzenia objawów zaburzeń charakteryzujących się nadmierną aktywnością neuronów pobudzających, takich jak epilepsja, stwierdził Vaccarino. Pacjenci z autyzmem i makrocefalią mogą odnieść korzyść z takich leków, podczas gdy osoby bez powiększonego mózgu mogą nie – dodała.
Tworzenie biobanków komórek macierzystych pochodzących od pacjentów może mieć kluczowe znaczenie w dostosowywaniu terapii do konkretnych osób lub w medycynie spersonalizowanej.
Odniesienie: „Modelowanie idiopatycznego autyzmu w organoidach przodomózgowia ujawnia brak równowagi podtypów pobudzających neuronów korowych podczas wczesnej neurogenezy” Alexandre Jourdon, Feinan Wu, Jessica Mariani, Davide Capauto, Scott Norton, Livia Tomasini, Anahita Amiri, Milovan Suvakov, Jeremy D. Schreiner , Yeongjun Jang, Arijit Panda, Cindy Khanh Nguyen, Elise M. Cummings, Gloria Han, Kelly Powell, Anna Szekely, James C. McPartland, Kevin Pelphrey, Katarzyna Chawarska, Pamela Ventola, Alexej Abyzov i Flora M. Vaccarino, 10 sierpnia 2023 r. , Neuronauka przyrodnicza.
DOI: 10.1038/s41593-023-01399-0
Abyzov Alexej, profesor nadzwyczajny informatyki biomedycznej w Mayo Clinic, jest współautorem artykułu.
