Odos-ląstelių tyrimų naudojimas siekiant nustatyti ląstelių autizmo pagrindą

Besivystantys tyrimai įgijo pažinimo apie autizmą, tyrinėdami smegenų sferas, išaugintas sudėtingame procese iš odos ląstelių.

Stanfordo universiteto medicinos mokyklos neurologai tyrė pacientų, sergančių Timothy sindromu, reta genetine būkle, siejama su viena iš labiausiai įsiskverbiančių autizmo formų, ląsteles: kitaip tariant, daugumai žmonių, turinčių Timothy sindromo mutaciją, autizmas yra simptomas, be kita ko, kitos problemos.

Autizmas yra sutrikusios socialinės ir žodinės sąveikos raidos sutrikimų spektras. Deja, medicinos mokslas nesukūrė metodo, kaip gydyti pagrindines autizmo priežastis. Vadinasi, suprasti, kas nesiseka autizmo smegenų vystymosi srityje, yra daugybė sričių.

Šio tyrimo metu mokslininkai kelia prielaidą, kad Timothy sindromu sergančių pacientų autizmą lemia genų mutacija, trukdanti nervinių ląstelių ryšiui.

Konkrečiai, mokslininkai mano, kad dėl genų mutacijos sutrinka kalcio kanalai neuronų membranose, trukdantys tai, kaip tie neuronai bendrauja ir vystosi.

Kalcio srautas į neuronus įgalina juos užsidegti, o kalcio srauto reguliavimas yra pagrindinis mūsų smegenų funkcionavimo veiksnys.

Tyrėjai taip pat nustatė, kad smegenų ląstelės, išaugusios iš asmenų, sergančių Timothy sindromu, rado mažiau tokių ląstelių, kurios jungia abi smegenų puses, taip pat padidėjo dviejų smegenų cheminių medžiagų - dopamino ir norepinefrino - perprodukcija. Be to, jie nustatė, kad jie gali pakeisti šį poveikį, chemiškai blokuodami sugedusius kanalus.

Sergiu Pasca, M.D., ir Ricardo Dolmetsch, Ph.D., vadovavo tyrimui, kuris paskelbtas internete Gamtos medicina.

Pasak mokslininkų, mūsų psichikos sutrikimų, tokių kaip autizmas, priežasčių supratimo spragos apsunkino jų gydymą. Natūralu, kad autizmo ir kitų psichiatrinių bei neurologinių ligų tyrimus riboja nesugebėjimas atrinkti ir eksperimentuoti su gyvais smegenų audiniais.

Norėdami išspręsti šią problemą, Dolmetschas ir jo kolegos naudojo naują metodą, apimančią vadinamąsias indukuotas pluripotentines kamienines ląsteles arba iPS ląsteles.

"Mes sukūrėme būdą, kaip paimti odos ląsteles iš žmonių, sergančių Timotiejaus sindromu, ir paversti jas kamieninėmis ląstelėmis, tada tas kamienines ląsteles paversti neuronais", - sakė Dolmetschas. Mokslininkai šias „iPS“ ląsteles išaugino kaip laisvai plaukiojančius grumstus maistinių medžiagų turinčiame tirpale, vėliau grumstelius perkeldami į audinių kultūros plokšteles.

Terpėje kai kurios plokštės sukūrė trimates, į smegenis panašias sferas, kurių ląstelės vėliau migravo į išorę ir subrendo į neuronus.

Šie neuronai suformavo tris skirtingus sluoksnius, o tai buvo pirmasis apytikslis smegenų gyvojo audinio įvertinimas. Vizualizuodami šiuos neuronus mikroskopu ir kiekybiškai įvertindami jų genų ekspresiją, mokslininkai galėjo apibūdinti anomalijas ląstelių lygmenyje, kurios gali būti susijusios su autizmu.

Neuronai, išaugę iš Timothy sindromo iPS ląstelių, parodė didesnį nei įprasta kalcio kiekio šuolį, o tai rodo, kad kalcio kanalai prarado galimybę užsidaryti. Tai sukėlė dramatiškus neuronų signalų pokyčius, pertvarkydami genų ekspresiją.

Šis atradimas sustiprina nuomonę, kad autizmas atsiranda dėl smegenų jungties defektų.

Pasca ir Dolmetschas turėjo „aha“ akimirką, kai suprato, kad neuronai, išaugę iš Timothy sindromo ląstelių, daro per daug fermento, kuris yra svarbiausias dopamino ir norepinefrino gamybai, kurie vaidina svarbų vaidmenį jutimo procesuose ir socialiniame elgesyje. Tai gali pasiūlyti svarbių užuominų apie tai, kas sukelia autizmo problemas.

Norėdami nustatyti, ar fermento padidėjimas buvo grįžtamasis, mokslininkai neuronus gydė chemine medžiaga, blokuojančia defektinius kalcio kanalus, vadinamu rozovitinu.

Jie pastebėjo, kad fermentų, gaminančių fermentą, dalis sumažėjo beveik 70 procentų, ir tai patvirtino, kad defektinis kalcio kanalas buvo kaltas gaminant per daug dopamino ir norepinefrino. Toks grįžtamumas rodo, kad tam tikros ląstelės anomalijos autizme gali būti gydomos.

Tačiau Dolmetschas perspėjo, kad rozovitinas šiuo metu nėra patvirtintas žmonėms vartoti ir niekada nebuvo išbandytas su vaikais. Nors šiuo metu atliekami klinikiniai plaučių vėžio tyrimai, pranešama, kad jis sukelia pykinimą ir kitus šalutinius poveikius.

"Pranešta, kad šalutinis poveikis tikriausiai yra susijęs su tuo, kad, be nukreipimo į kanalą, kuris yra mutavęs autizmo metu, roscovitinas taip pat slopina kinazes, reikalingas ląstelių dauginimuisi", - sakė jis. "Mes manome, kad rozovitinas yra geras atspirties taškas, tačiau jį tikriausiai reikia optimizuoti, kol jis bus naudingas autizmui."

Tuo tarpu tyrimas yra didelis laimėjimas, nes jam pavyko sukurti techniką, kuri atkurtų, kaip laboratorijoje vystosi Timothy sindromą turinčių asmenų neuronai. Pirmą kartą buvo įmanoma ištirti žmogaus ląstelių, o ne pelių ląstelių sutrikimą, todėl tai yra geresnis klinikinis modelis, sakė Dolmetschas.

„Šie rezultatai gali padėti sukurti labai galingą tyrimo įrankį“, - sakė jis. "Tai žmogaus psichinė liga petri lėkštelėje".

Šaltinis: Stanfordo universiteto medicinos centras