Gena defectă care încetinește celulele creierului

Oameni de știință din Austria au descoperit modul în care o genă cu risc crescut pentru dezvoltarea tulburării de spectru autist afectează dezvoltarea creierului.

Numai în Uniunea Europeană, aproximativ trei milioane de oameni sunt afectați de o tulburare de spectru autist (TSA). Unii au forme ușoare și pot duce o viață independentă, însă alții au dizabilități severe. Ceea ce au în comun diferitele forme de TSA sunt dificultățile de interacționare și comunicare socială, precum și comportamentele repetitive-stereotipice.

• MESAJE DE CRĂCIUN. Cele mai frumoase mesaje, urări şi felicitări pentru cei dragi
• Misiunea Lucy care va studia asteroizii troieni ai planetei Jupiter, lansată astăzi

Tulburarea de spectru autist este asociată cu mutații ale câtorva sute de gene. Una dintre ele, Cullin 3, este o genă cu risc ridicat. O mutație a acestei gene duce aproape sigur la TSA. Dar cum afectează exact această genă creierul era puțin cunoscut până acum.

Pentru a afla mai multe despre aceasta, Jasmin Morandell și Lena Schwarz, doctoranzi în grupul de cercetare al profesorului Gaia Novarino, la Institutul de Știință și Tehnologie din Austria (IST), s-au orientat către șoareci a căror genă Cullin 3 a fost parțial dezactivată pe care i-au comparat cu frații lor sănătoși. Rezultatele cercetării lor au fost publicate în revista Nature Communications.

Într-o serie de teste comportamentale și motorii, echipa a dorit să vadă dacă șoarecii modificați imitau unele dintre caracteristicile pacienților diagnosticați cu această formă de autism și, prin urmare, puteau fi folosiți ca organisme model.

În cadrul testelor, șoarecii cu gena Cullin 3 (CUL3) modificată nu au fost interesați să exploreze un loc nou, așa cum am făcut cei sănătoși din grupul de control. Totodată, au avut deficite de coordonare motorie, precum și alte tulburări cognitive relevante pentru TSA. Pornind de la aceste concluzii, echipa a reușit apoi să ajungă la baza mecanismelor care provoacă aceste schimbări.

O acumulare periculoasă de proteine

În timp ce studiau creierul acestor șoareci, cercetătorii au observat o schimbare foarte subtilă, dar consecventă, în poziția unor celule cerebrale.

Denumiți neuroni sau celule nervoase, provin dintr-o regiune specială din creier. De acolo migrează spre straturile superioare până când își găsesc locul destinat din cortex. Este un proces foarte sensibil, în care chiar și mici modificări ale vitezei cu care se deplasează pot schimba structura cortexului.

Marcând neuronii care migrează, oamenii de știință le-au putut urmări mișcările. „Am putut observa deficite de migrație, neuronii sunt blocați în straturile inferioare ale cortexului”, a afirmat Lena Schwarz, unul dintre autorii studiului, citată de Eurekalert.

De ce nu se mișcă aceste celulele așa cum ar trebui? Răspunsul constă în rolul important pe care gena Cullin 3 îl joacă la sfârșitul vieții proteinelor. Când le-a sosit timpul, CUL3 le etichetează pentru a începe degradarea, un proces care trebuie să fie bine reglat pentru a preveni acumularea proteinelor.

Pentru a afla care proteine nu sunt reglate atunci când Cullin 3 este defectă, Jasmin Morandell și Lena Schwarz au analizat sistematic compoziția proteinelor din creierul șoarecilor. „Ne-am uitat la proteinele care se acumulează în creierul mutant și am găsit o proteină numită Plastin 3”, a afirmt Jasmin Morandell.

Proteina Plastin 3 se acumulează din cauza defectării Cullin 3

S-a dovedit că proteina Plastin 3, care anterior nu era cunoscută în ceea ce privește migrația celulelor neuronale, joacă de fapt un rol important în acest proces. „Dacă gena Cullin 3 este dezactivată, proteina Plastin 3 se acumulează, provocând migrarea celulelor mai lent și pe distanțe mai mici. Asta este ce am văzut că se întâmplă în cortexul șoarecilor mutanți Cullin 3”, a afirmat doctorandul Lena Schwarz.

Toate acestea se produc într-un stadiu foarte timpuriu al dezvoltării creierului, pe la jumătatea sarcinii – cu mult înainte ca cineva să observe vreo diferență la nivelul fătului.

Determinarea acestor ferestre critice în timpul dezvoltării creierului ar putea fi extrem de importantă pentru reglarea fină a tratamentului pacienților cu forme specifice de TSA”, a explicat profesorul Gaia Novarino, care lucrează pentru a găsi metode de îmbunătățire a opțiunilor de diagnostic și tratament pentru persoanele cu TSA.

„Urmările cercetărilor legate de Plastin 3 ar putea deschide calea pentru unele terapii. Inhibarea acumulării acestei proteine ​​ar putea în cele din urmă să atenueze unele dintre simptomele pe care le au pacienții”, a afirmat la rândul ei Lena Schwarz.

„Acum știm că gena Cullin 3 defectă duce la niveluri crescute de Plastin 3. Această corelație stransă arată că nivelurile de proteine Plastin 3 pot fi un factor important pentru controlul mișcărilor celulare-intrinseci”, a afirmat Jasmin Morandell.

Vă recomandăm să citiți și:

Un studiu amplu a arătat că nu există nicio legătură între anestezia epidurală și riscul crescut de autism

Peste 30.000 de români suferă de autism, aproape jumătate sunt copii

O tehnologie de scanare a retinei poate identifica mai repede autismul la copii

Terapia cu ajutorul câinilor, tot mai căutată în ultimul timp pentru copiii care suferă de autism