A bőr-sejt kutatás felhasználásával az autizmus sejtes alapjainak vizsgálata

A feltörekvő kutatások fejlettebb ismeretekkel rendelkeznek az autizmusról azáltal, hogy a bonyolult folyamat során a bőrsejtekből kinőtt agyszerű szférákat tanulmányozzák.

A Stanfordi Egyetem Orvostudományi Karának idegtudósai a Timothy-szindrómában szenvedő betegek sejtjeit vizsgálták, amely ritka genetikai állapot az autizmus egyik leghatékonyabb formájához kapcsolódik: Más szóval, a Timothy-szindróma mutációban szenvedők többségének tünete az autizmus, többek között egyéb problémák.

Az autizmus a károsodott társadalmi és verbális interakció fejlődési rendellenességeinek spektruma. Sajnos az orvostudomány nem dolgozott ki módszert az autizmus kiváltó okainak kezelésére. Következésképpen annak megértése, hogy mi romlik az autista agyi fejlődésben, jelentős vizsgálati terület.

A jelenlegi tanulmányban a tudósok feltételezik, hogy a Timothy-szindrómás betegek autizmusát egy olyan génmutáció okozza, amely zavarja az idegsejtek kommunikációját.

Pontosabban, a tudósok úgy vélik, hogy a génmutáció hibássá teszi az idegsejtek kalciumcsatornáit, megzavarva e neuronok kommunikációját és fejlődését.

A kalcium neuronokba áramlása lehetővé teszi számukra a tüzet, és a kalcium áramlásának szabályozása kulcsfontosságú tényező az agyunk működésében.

A kutatók azt is megállapították, hogy a Timothy-szindrómában szenvedő egyedektől nőtt agysejtek kevesebbet eredményeztek az agy mindkét felét összekötő sejtekben, valamint az agy két kémiai hírvivője, a dopamin és a noradrenalin túltermelését eredményezték. Továbbá azt tapasztalták, hogy meg tudják fordítani ezeket a hatásokat azáltal, hogy kémiailag blokkolják a hibás csatornákat.

Sergiu Pasca, MD, és Ricardo Dolmetsch, Ph.D. vezette a tanulmányt, amelyet online publikálnak a Természetgyógyászat.

A kutatók szerint a pszichiátriai rendellenességek, például az autizmus okainak megértésében mutatkozó hiányosságok megnehezítették őket. Természetesen az autizmus, valamint más pszichiátriai és neurológiai betegségek kutatását korlátozza az a képesség, hogy élő agyszöveteket nem lehet mintavételezni és kísérletezni.

Ennek megoldására Dolmetsch és kollégái újszerű megközelítést alkalmaztak, amely az úgynevezett indukált pluripotens őssejteket vagy iPS-sejteket tartalmazta.

"Kidolgoztunk egy módszert arra, hogy a Timothy-szindrómában szenvedő emberektől elvegyük a bőrsejteket, és átalakítsuk őket őssejtekké, majd ezeket az őssejteket neuronokká alakítsuk át" - mondta Dolmetsch. A tudósok ezeket az iPS-sejteket tápanyagban gazdag oldatban szabadon lebegő csomókként növesztették, majd később a csomókat szövetkultúra lemezekre vitték át.

A közegben a lemezek egy része háromdimenziós, agyszerű gömböket fejlesztett ki, amelyek sejtjei később kifelé vándoroltak és idegsejtekké érettek.

Ezek az idegsejtek három különálló réteget képeztek, ami jó közelítés az agyban lévő élő szövethez. Ezeknek az idegsejteknek a mikroszkóp alatt történő vizualizálásával és gén expressziójuk számszerűsítésével a tudósok képesek voltak olyan sejtek szintjén jellemezni az autizmushoz társuló rendellenességeket.

A Timothy-szindróma iPS-sejtekből kinőtt idegsejtek a normálnál nagyobb csúcsokat mutattak a kalciumszintben, ami arra utal, hogy a kalciumcsatornák elvesztették elzáró képességüket. Ez drámai változásokat indított el az idegsejtek szignalizációjában, átalakítva a gének expresszióját.

A megállapítás megerősíti azt a nézetet, hogy az autizmus az agyi kapcsolódás hibáiból származik.

Pascának és Dolmetschnek volt egy „aha” pillanata, amikor rájöttek, hogy a Timothy-szindróma sejtjeiből kinőtt idegsejtek túl sok enzimet tesznek a legkritikusabbá az érzékszervi feldolgozásban és a társas viselkedésben fontos szerepet játszó dopamin és norepinefrin előállításához. A felismerés fontos támpontokat kínálhat arra vonatkozóan, hogy mi okozza az autizmusban tapasztalható problémákat.

Annak megállapítására, hogy az enzim emelkedése visszafordítható-e, a tudósok egy olyan vegyszerrel kezelték az idegsejteket, amely blokkolja a hibás kalciumcsatornákat, az úgynevezett roszkovitint.

Közel 70 százalékkal csökkentek az enzimet termelő sejtek aránya, megerősítve, hogy a hibás kalciumcsatorna volt a bűnös a túl sok dopamin és norepinefrin termelésében. Az ilyen reverzibilitás arra utal, hogy az autizmus bizonyos sejtes rendellenességei kezelhetők.

Dolmetsch azonban arra figyelmeztetett, hogy a roszkovitint jelenleg nem engedélyezték emberi felhasználásra, és soha nem tesztelték gyermekeken. Míg a tüdőrák klinikai vizsgálata jelenleg zajlik, állítólag hányingert és egyéb mellékhatásokat okoz.

"A jelentett mellékhatások valószínűleg annak tudhatók be, hogy a roszkovitin azon túl, hogy az autizmusban mutált csatornát megcélozza, gátolja a sejtproliferációhoz szükséges kinázokat is" - mondta. "Úgy gondoljuk, hogy a roszkovitin jó kiindulópont, de valószínűleg optimalizálni kell, mielőtt hasznos lenne az autizmus számára."

Időközben a tanulmány nagy eredményt képvisel azzal a sikerrel, hogy olyan technikát fejlesztett ki, amely újrateremti a Timothy-szindrómás egyének idegsejtjeit laboratóriumi körülmények között. Ez az első alkalom, hogy az egérsejtek helyett az emberi sejtekben vizsgálható a rendellenesség, ezért jobb klinikai modellt képvisel - mondta Dolmetsch.

"Ezek az eredmények egy nagyon hatékony kutatási eszközhöz vezethetnek" - mondta. "Ez egy emberi pszichiátriai betegség egy petri-csészében."

Forrás: Stanford University Medical Center