For mange hjernetilkoblinger kan være en årsak bak autisme

Kilde: iStockphoto

Av: Trenton Paul

I følge en studie av et team av forskere ved Washington University School of Medicine i St. Louis, er det et mangelfullt gen knyttet til autisme som påvirker hvordan nevroner kommuniserer med hverandre i hjernen.

I en serie tester utført på gnagere, ble det funnet at det aktuelle genet resulterte i at det ble for mange forbindelser mellom nevronene. Dette førte til læringsproblemer for fagene, og forskerteamet mener dette funnet overfører også til mennesker.

Mutasjoner i et gen knyttet til autisme hos mennesker får nerveceller til å danne for mange forbindelser i gnagere. Funnene antyder at funksjonsfeil i kommunikasjonen mellom hjerneceller kan være roten til autisme. Kilde: Getty / Washington University School of Medicine

"Denne studien øker muligheten for at det kan være for mange synapser i hjernen til pasienter med autisme," sa seniorforfatter Azad Bonni, MD, PhD, Edison Professor of Neuroscience og leder for Institutt for nevrovitenskap ved Washington University School of Medicine i St. Louis. "Du kan tro at hvis du har flere synapser, ville hjernen fungere bedre, men det ser ikke ut til å være tilfelle. Et økt antall synapser skaper feilkommunikasjon blant nevroner i den utviklende hjernen som korrelerer med svikt i læring, selv om vi ikke vet hvordan. ”

Genene som er knyttet til autisme

Nevroutviklingsforstyrrelsen rammer rundt 1 av 68 barn over hele verden, og dens viktigste kjennetegn dreier seg om både sosiale og kommunikative utfordringer.

Det har vist seg at mange gener er knyttet til autisme. Seks nøkkelgener i disse funnene arbeider for å knytte en molekylær tagg, kalt ubiquitin, til proteiner. Disse genene, ofte referert til som ubiquitin-ligaser, fungerer på samme måte som en produksjonslinje på en fabrikk. De forteller den større delen av cellen hva den trenger å gjøre med de merkede proteinene. Noen ganger ber den cellen om å kaste dem, andre ganger leder den cellen til å omdirigere dem til et annet sted, og ligasene forteller til og med cellen hvordan man kan øke eller redusere aktiviteten i proteinet.

De med autisme har ofte en mutasjon som forhindrer at et av ubiquitin-genene fungerer som det skal. Problemene bak disse mutasjonene, frem til nå, har enten blitt undersøkt dårlig eller blitt alvorlig misforstått. For bedre å forstå hvordan systemet fungerer, fjernet Bonni og kollegene ubiquitin-genet RNF8 i nevroner i lillehjernen til unge mus. Lillehjernen, som ligger i korsryggen i hjernen rett over stilken, er en av hovedregionene som er berørt av autisme.

Diagram over en hjerne funnet hos unge mus. Kilde: Rockefeller University

I følge teamets funn dannet nevroner som manglet RNF8-proteinet omtrent 50 prosent flere synapser, som er forbindelsene som gjør at nevroner kan sende signaler fra hverandre til de, enn de som hadde genet. De ekstra synapser fungerte også. Ved å måle det elektriske signalet i mottakscellene, fant forskerne at styrken til signalet ble doblet i musene som manglet proteinet.

Synapsene arbeidet hovedsakelig overtid i overføringsprosessen, noe som antas å føre til manglende oppmerksomhet når en pasient blir plassert i en læringssituasjon. Hjernen blir overarbeidet med kommunikasjon, derfor kan den ikke absorbere læringsopplevelsen.

Dataene samlet inn

Musene som ikke hadde RNF8-proteinet hadde ingen åpenbare problemer med bevegelse, men da det var på tide å lære dem grunnleggende motoriske ferdigheter (som å lukke blikket for kommandoen), hadde de mye problemer. Teamet trente musene for å knytte en rask pust av luft til øyet med en blinking av et lys. Mens musene med RFN8-proteinet lærte seg å lukke øynene når de ser lyset blinke for å unngå irritasjon av den kommende luftpuffen, lukket musene uten genet bare en tredjedel av tiden.

En nevron fra hjernen til en ung person med autisme. Kilde: Guomei Tang og Mark S. Sonders / CUMC

Det er tydeligvis en stor forskjell i arbeid med mus og barn, men siden disse dyrene har vist seg å være svært nær mennesker når det gjelder nevrologisk sminke, har disse resultatene presset på for mer forskning på dataene som er samlet inn.

"Det er mulig at overdreven forbindelse mellom nevroner bidrar til autisme," sa Bonni. ”Mer arbeid må gjøres for å bekrefte denne hypotesen hos mennesker, men hvis det viser seg å være sant, kan du begynne å se på måter å kontrollere antall synapser på. Det kan potensielt komme ikke bare mennesker som har disse sjeldne mutasjonene i ubiquitin-gener, men andre pasienter med autisme.

Opprinnelig publisert på sanvada.com 2. november 2017.