Deficyty społeczne i napady padaczkowe w typie autystycznym są powiązane z nadmiernie pobudzonymi obwodami mózgowymi

Podtyp genetyczny autyzmu i schizofrenii ma dwa geny, które prowadzą do nadpobudliwości mózgu

Naukowcy z Northwestern Medicine zidentyfikowali przyczynę genetycznego podtypu autyzmu i schizofrenii, który powoduje deficyty społeczne i napady padaczkowe u myszy i ludzi. opublikowany W Komunikacja natury.

Naukowcy odkryli, że główną cechą tego podtypu jest zduplikowany gen, który skutkuje nadmierną aktywnością lub nadmiernym pobudzeniem obwodów mózgowych. Podtyp nazywa się podwójnym zespołem 16p11.2.

„Odkryliśmy, że myszy z takimi samymi zmianami genetycznymi jak ludzie są bardziej narażone na napady padaczkowe, a także mają deficyty społeczne” – powiedział główny autor. Marka Forrestaasystent profesora neurobiologii na Northwestern University Feinberg School of Medicine.

dr Peter Penziesszef Centrum Autyzmu i Neurorozwoju oraz profesor Ruth i Evelyn Dunbar Psychiatria i nauki behawioralnebył głównym autorem badania, a jego zespół wykazał również, że gdy obniżyli poziom genu – PRRT2 – w zduplikowanym regionie, aktywność mózgu myszy powróciła do normy, przywrócono normalne zachowania społeczne i zmniejszyły się napady padaczkowe.

„Nasze dane pokazują, że nadpobudliwość mózgu może powodować napady padaczkowe i deficyty społeczne w tym zespole, a duża część PRRT2 jest odpowiedzialna” – powiedział Forrest.

Badanie przeprowadzono w laboratorium Penzesa, który jest również profesorem Neurologiaoraz na podstawie farmakologia.

Ponieważ gen PRRT2 reguluje sposób, w jaki komórki nerwowe rozmawiają ze sobą, hamowanie synaps lub punktów styku między neuronami może pomóc w leczeniu napadów i objawów autystycznych w tym zespole, powiedział Forrest. Podejście to mogłoby być również szerzej stosowane w innych typach zaburzeń neurorozwojowych z nadpobudliwością mózgu, co wykazano w innych podtypach.

„Nasza praca pokazuje teraz, że możemy skoncentrować nasze wysiłki na ukierunkowaniu szlaku PRRT2 na nowe terapie, które mogą leczyć podstawowe objawy zespołu nawrotu 16p11.2” – powiedział Forrest. „Jeśli dowiemy się, w jaki sposób podwójna kopia 16p11.2 powoduje chorobę, być może będziemy mogli dowiedzieć się więcej o przyczynach autyzmu i ogólnie schizofrenii oraz stworzyć lepsze metody leczenia”.

Zaburzenia neurorozwojowe dotykają 10 milionów ludzi w Stanach Zjednoczonych

Zaburzenia neurorozwojowe, takie jak niepełnosprawność intelektualna, autyzm i schizofrenia, są powszechne i dotykają około 3 procent, czyli około 10 milionów ludzi w Stanach Zjednoczonych, ale nie są dostępne żadne skuteczne metody leczenia. Zespół powtórzeń 16p11.2 dotyka około 0,3 procent tych osób lub około 30 000 osób w Stanach Zjednoczonych

„Brakuje nam jasnego zrozumienia, co powoduje zaburzenia neurorozwojowe, dlatego trudno jest zaprojektować dobre terapie” – powiedział Forrest.

Różne zmiany w sekwencji DNA mogą powodować zaburzenia neurorozwojowe

Badania genetyczne w ostatniej dekadzie nauczyły naukowców, że wiele różnych zmian w sekwencji DNA może powodować zaburzenia w rozwoju neurologicznym. Jednym z takich przykładów są warianty liczby kopii (CNV).

CNV to delecje lub duplikacje chromosomalnego DNA. W przeciwieństwie do trisomii 21 (zespół Downa), w której kopiowany jest cały chromosom, CNV dotyczy niewielkiej ilości materiału genetycznego. W CNV, które badał Penzes i jego zespół (powtórzenie 16p11.2), około 30 genów jest zduplikowanych na chromosomie 16.

Naukowcy jako pierwsi przyjrzeli się zmianom białek zachodzącym w obecności powtórzenia 16p11.2 w modelu mysim.

„Jest to ważne, ponieważ białka są faktycznymi elementami budulcowymi mózgu i obwodów nerwowych i oferują unikalne spostrzeżenia w porównaniu z ekspresją mRNA, na którą badacze patrzyli wcześniej” – powiedział Forrest.

Ta praca jest częścią wysiłków Centrum ds. Autyzmu i Neurorozwoju, aby zrozumieć przyczyny i warunki związane z autyzmem.

Współautorami Northwestern University są dr Mark dos Santos; dr Nicolas Pejole; Vikram Bagchi Leonardo Dionysio Yi Zi Wang, Ph.DAdiunkt naukowy neurologii w Zakładzie Neuronauka behawioralna; Jeffrey Savas, MD, adiunkt neurologii na wydziale neuronauki behawioralnej; Nicole Hawkins, Ph.D, adiunkt naukowy farmakologii. Dina Simkin, PhD, adiunkt na Wydziale Neurologii Choroba nerwowo-mięśniowa; Alfred L. George Jr., MDAlfred Newton Richards, przewodniczący i profesor farmakologii; I Jennifer Kearney, Ph.Dprofesor nadzwyczajny farmakologii.

Badania zostały sfinansowane z grantów R01MH097216 z Narodowego Instytutu Zdrowia Psychicznego i R01NS114977 z Narodowego Instytutu Zaburzeń Neurologicznych i Udarów Narodowego Instytutu Zdrowia.