Naukowcy odkryli, że zmiana neuroprzekaźników na wczesnym etapie rozwoju może zapobiegać zaburzeniom ze spektrum autyzmu u myszy, co wskazuje na potencjalną wczesną interwencję w przypadku ASD.
Zaburzenia ze spektrum autyzmu (ASD) charakteryzują się łagodnym do ciężkiego upośledzeniem umiejętności społecznych, behawioralnych i komunikacyjnych. Zaburzenia te mogą mieć wyniszczający wpływ na wyniki w nauce, zatrudnienie i inne obszary życia.
W ostatnim czasie zauważalny jest wzrost liczby diagnoz ASD. Badaczom brakuje jednak wiedzy na temat tego, jak zaburzenia te pojawiają się na wczesnych etapach rozwoju.
Przełomowe badania nad ASD
Neurobiolodzy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego znaleźli dowody na zmieniony rozwój układu nerwowego w mysich modelach zaburzeń ze spektrum autyzmu. W swoim badaniu, opublikowanym niedawno w czasopiśmie „ Postępowanie Narodowej Akademii Naukpowiązali wywołane środowiskiem formy ASD ze zmianami w neuroprzekaźnikach – przekaźnikach chemicznych, które umożliwiają neuronom komunikację między sobą. Odkryli także, że manipulowanie tymi neuroprzekaźnikami na wczesnych etapach rozwoju może zapobiec pojawieniu się zachowań autystycznych.
„W poszukiwaniu pierwotnych przyczyn zaburzenie ze spektrum autyzmu zachowań w mózgu, znaleźliśmy wczesną zmianę w neuroprzekaźnikach, która może być główną przyczyną” – powiedział profesor Szkoły Nauk Biologicznych Nicholas Spitzer z Wydziału Neurobiologii i Instytutu Mózgu i Umysłu Kavli. „Opanowanie wczesnych zdarzeń wywołujących ASD może pozwolić na opracowanie nowych form interwencji zapobiegających pojawianiu się tych zachowań”.
Dynamika neuroprzekaźników w ASD
Chociaż w ostatnich latach diagnoza ASD rośnie, sposób, w jaki zaburzenia te manifestują się na krytycznych poziomach komórkowych i molekularnych, nie został dobrze poznany.
Zajmowała się tym główna autorka badania, zastępczyni naukowca projektu Swetha Godavarthi i współpracownicy neuroprzekaźnik ekspresja w przyśrodkowej korze przedczołowej, obszarze mózgu często dotkniętym u osób, u których zdiagnozowano ASD. Testowali hipotezę, że zmiany w rodzaju neuroprzekaźnika wyrażanego przez neurony w korze przedczołowej mogą być odpowiedzialne za brak równowagi chemicznej powodujący zachowania podobne do ASD.
Poprzednie badania wykazały wzrost częstości występowania ASD u potomstwa, gdy kobiety w ciąży miały podwyższoną odpowiedź immunologiczną lub były narażone na określone leki w pierwszym trymestrze ciąży (środowiskowe formy ASD). Naukowcy odtworzyli ASD u myszy, podając je myszom w macicy z tymi czynnikami środowiskowymi.
Czynniki te spowodowały u noworodków myszy krótkotrwałą utratę neuroprzekaźnika „GABA”, który ma działanie hamujące, oraz wzmocnienie neuroprzekaźnika „glutaminianowego”, który ma działanie pobudzające. Chociaż zmiana przekaźnika GABA na glutaminian uległa samoistnemu odwróceniu po kilku tygodniach, dorosłe myszy wykazywały zmienione zachowania polegające na powtarzalnym czesaniu się i zmniejszonych interakcjach społecznych. Pominięcie tej krótkiej, wczesnej zmiany nadajnika u noworodków myszy zapobiegło rozwojowi zachowań autystycznych u dorosłych.
Implikacje wczesnych zmian neuroprzekaźników
„Napędzanie ekspresji GABA w neuronach, które zastąpiły GABA glutaminianem, zapobiega pojawianiu się stereotypowych, powtarzalnych zachowań i zmniejszonej interakcji społecznej” – powiedział Spitzer. „Odkrycia te pokazują, że zmiana aktywności elektrycznej i niewłaściwe pobudzenie neuronów na wczesnych etapach rozwoju może zmienić układ układu nerwowego”.
Zmiany w ekspresji neuroprzekaźników na wczesnym etapie rozwoju niosą ze sobą konsekwencje dla innych problemów behawioralnych na późniejszych etapach życia, ponieważ reszta układu nerwowego jest wówczas zbudowana na platformie wadliwego okablowania, podobnie jak dom zbudowany na niestabilnym fundamencie.
„Przełączanie neuroprzekaźników może zmienić układ układu nerwowego i mieć ogromny wpływ na dalsze etapy” – powiedział Spitzer.
Naukowcy twierdzą, że nowe wyniki są spójne z innymi dowodami wskazującymi, że zmiana sygnalizacji w układzie nerwowym na wczesnych etapach rozwoju może później nieść negatywne konsekwencje w miarę dojrzewania mózgu.
Odniesienie: „Embrionalna ekspozycja na czynniki środowiskowe powoduje przełączanie przekaźników w korze myszy noworodków, powodując autystyczne zachowanie dorosłych”, Swetha K. Godavarthi, Hui-quan Li, Marta Pratelli i Nicholas C. Spitzer, 23 sierpnia 2024 r., Postępowanie Narodowej Akademii Nauk.
DOI: 10.1073/pnas.2406928121
