Indicii în dezvoltarea timpurie a tulburărilor de spectru autist

Tulburările de spectru autist (ASD) sunt tulburări relativ obișnuite de dezvoltare a comunicării și a comportamentului care afectează aproximativ 1 din 59 de copii din SUA, potrivit Centrului pentru Controlul și Prevenirea Bolilor (CDC). În ciuda prevalenței sale, nu este încă clar ce cauzează boala și care sunt cele mai bune modalități de tratare a acesteia.

Când încep să se modifice celulele stem

Cercetătorii de la Institutul Salk au comparat celulele stem create de persoane cu tulburări de spectru autist (ASD) cu celulelor stem create de cei fără ASD pentru a descoperi pentru prima dată diferențe măsurabile în tiparele și viteza de dezvoltare a celulelor derivate.

Constatările lor, publicate în 7 ianuarie 2019, în revista Nature Neuroscience, ar putea conduce la metode de diagnosticare pentru detectarea ASD într-un stadiu incipient, când intervențiile preventive ar putea avea loc.

„Deși munca noastră a examinat doar celule în culturi, aceasta ne poate ajuta să înțelegem cât de devreme au loc schimbări în expresia genelor care ar putea duce la modificări în dezvoltarea creierului la persoanele cu ASD”, spune profesor Rusty Gage, de la Institutul Salk, autorul senior al studiului și președinte al Institutului. „Sperăm ca această lucrare să deschidă noi modalități de a studia tulburări neuropsihiatrice și neurodegenerative”.

Pentru studiu, cercetătorii au prelevat celule de piele de la opt persoane cu ASD și cinci persoane fără ASD și le-au transformat în celule stem pluripotente - celule care au capacitatea de a se dezvolta în orice tip de celule. Apoi ei le-au determinat să se dezvolte în neuroni, prin expunerea lor la anumiți factori chimici.

Diferențe majore în diferite stadii

Folosind „instantanee” moleculare din diferite stadii de dezvoltare ale celulelor stem, echipa a putut urmări programele genetice care au pornit într-o anumită ordine, pe măsură ce celulele stem s-au dezvoltat în neuroni. Acest lucru a evidențiat diferențe-cheie în celulele derivate de la persoanele cu ASD.

De exemplu, echipa Salk a observat că programul genetic asociat cu stadiul celulelor stem neurale a pornit mai devreme în celulele ASD decât în celulele celor fără ASD. Acest program genetic include multe gene care au fost asociate cu risc mai mare de ASD. În plus, neuronii care s-au dezvoltat în cele din urmă de la persoanele cu ASD au crescut mai repede și au ramuri mai complexe decât cei din grupul de control.

„Există în prezent ipoteza că anomaliile timpurii în dezvoltarea creierului duc la autism, dar trecerea de la un creier normal în curs de dezvoltare la un diagnostic ASD este neclară”, spune primul autor Simon Schafer, un cercetător post-doctoral în laboratorul Gage. „O provocare majoră în domeniu a fost de a determina perioadele critice de dezvoltare și statusurile lor celulare asociate. Această cercetare ar putea oferi o bază pentru a descoperi trăsăturile comune patologice care apar în timpul dezvoltării ASD”.

Stadii relevante în dezvoltarea bolii

„Aceasta este o constatare foarte interesantă și ne încurajează să perfectăm în continuare cadrul metodologic pentru a ajuta avansul nostru putea înțelege ai bine evenimentele biologice celulare timpurii care preced debutul simptomelor”, a adăugat Gage, care deține președinția catedrei Vi and John Adler pentru cercetare asupra bolii neurodegenerative legate de vârstă. „Studierea dinamicii sistemului ar putea maximiza șansele noastre de a identifica stadii mecanice relevante ale bolii”.

Cercetătorii spun că experimentele din acest studiu vor conduce la abordări mai dinamice pentru a studia mecanismele care sunt implicate în predispoziția și progresia ASD.

Ei urmează să se concentreze asupra creării de organoizi în creier, modele tridimensionale de dezvoltare a creierului într-un fel de amestec care să permită oamenilor de știință să studieze interacțiunile dintre diferitele tipuri de celule cerebrale.

„Metodele actuale de diagnosticare sunt în mare parte subiective și sunt aplicabile după apariția anomaliilor comportamentale la copiii mici", arată Schafer într-un material de presă al Institutului Salk. „Sperăm că aceste studii vor servi ca un cadru pentru dezvoltarea de noi abordări pentru diagnostic în timpul unei perioade timpurii de dezvoltare a copilului - cu mult înainte de manifestarea simptomelor comportamentale - pentru a avea un impact maxim asupra tratamentului și intervenției".

Studiul poate fi găsit AICI.