Niektóre objawy zaburzeń ze spektrum autyzmu związanych z astrocytami

streszczenie: Nieprawidłowości w astrocytach mogą odgrywać ważną rolę w niektórych objawach behawioralnych doświadczanych przez osoby z autyzmem.

źródło: Uniwersytet Weilla Cornella

Według badań przedklinicznych przeprowadzonych przez badaczy Weill Cornell Medicine, nieprawidłowości w typie komórek mózgowych zwanych astrocytami mogą odgrywać kluczową rolę w wywoływaniu niektórych objawów behawioralnych zaburzeń ze spektrum autyzmu.

Do badania, opublikowane 1 kwietnia w psychiatria molekularna, Starszy autor, dr Dilek Kulak, adiunkt neurobiologii w Weill Cornell Medicine’s Vail Family Institute for Brain and Mind Research wraz z kolegami hodowali astrocyty z komórek macierzystych pochodzących od pacjentów z autyzmem i przeszczepiali je nowonarodzonym myszom.

Odkryli, że po wszczepieniu myszy rozwinęły powtarzalne zachowania, co jest cechą charakterystyczną zaburzeń ze spektrum autyzmu (ASD), ale nie rozwinęły deficytów społecznych związanych z chorobą. U myszy rozwinęły się również deficyty pamięci, które są często obserwowane w ASD, ale nie są istotną cechą choroby.

„Nasze badanie sugeruje, że nieprawidłowości astrocytów mogą przyczyniać się do powstawania i rozwoju zaburzeń ze spektrum autyzmu” – powiedział dr Kulak, który jest również adiunktem neurologii dziecięcej i członkiem Drukier Institute for Children’s Health.

„Nieprawidłowości astrocytów mogą być odpowiedzialne za powtarzalne zachowania lub deficyty pamięci, ale nie za inne objawy, takie jak trudności w interakcjach społecznych”.

Większość badań dotyczących zaburzeń ze spektrum autyzmu skupiała się na roli neuronów, rodzaju komórki mózgowej, która przekazuje informacje w mózgu. Ale inne komórki mózgowe, zwane astrocytami, pomagają regulować zachowanie neuronów i połączeń między nimi.

Dr Kulak powiedział, że mutacje genetyczne związane z zaburzeniami ze spektrum autyzmu prawdopodobnie w różny sposób wpływają na różne typy komórek w mózgu. Badania pośmiertne wykazały już nieprawidłowości w astrocytach w mózgach pacjentów z zaburzeniami ze spektrum autyzmu.

„Nie wiedzieliśmy, czy te nieprawidłowości w astrocytach przyczyniły się do progresji choroby, czy te nieprawidłowości były spowodowane chorobą” – powiedział dr Kulak.

Aby ustalić, czy astrocyty mogą być zaangażowane w chorobę na wczesnym etapie, zespół uzyskał komórki macierzyste pochodzące od pacjentów z zaburzeniami ze spektrum autyzmu, skłonił je do przekształcenia się w astrocyty w laboratorium i przeszczepił je do mózgów zdrowych noworodków myszy, tworząc człowieka . Złudzenie myszy.

Używając techniki mikroskopowej zwanej obrazowaniem dwufotonowym, zaobserwowali nadmiar sygnałów wapnia w ludzkich astrocytach przeszczepionych do mózgów myszy, wyjaśnił współautor, dr Ben Huang, wykładowca neurologii w psychiatrii w Weill Cornell Medicine.

„Zaskakujące było to, że te ludzkie astrocyty reagują na zmiany behawioralne u aktywnych myszy” – powiedział dr Huang. „Wierzymy, że jako pierwsi odnotowaliśmy aktywność ludzkich astrocytów hodowanych w ten sposób”.

Aby ustalić, czy zwiększona sygnalizacja wapniowa powoduje objawy behawioralne myszy, zespół zainfekował astrocyty wyhodowane z komórek macierzystych pacjenta z autyzmem w laboratorium wirusem niosącym część RNA zaprojektowaną w celu zmniejszenia sygnalizacji wapniowej do normalnego poziomu. Kiedy przeszczepili te astrocyty myszom, zwierzęta nie miały problemów z pamięcią.

„Przyszłe terapie autyzmu mogą wykorzystać to odkrycie, wykorzystując narzędzia genetyczne do zmniejszenia skrajnych fluktuacji wapnia w astrocytach” – powiedziała współautorka, Megan Allen, habilitant w dziedzinie neurologii w Feil Family Brain and Mind Research Institute w Weill Cornell Medicine .

Dr Kulak powiedział, że odkrycia mogą mieć również ważne implikacje dla zrozumienia i leczenia innych chorób neuropsychiatrycznych, takich jak schizofrenia, które również obejmują deficyty pamięci.

„Ważne jest określenie roli określonych typów komórek mózgowych, w tym astrocytów, w chorobach neurorozwojowych i neuropsychiatrycznych” – powiedziała.

O tych badaniach nad wiadomościami o autyzmie

autor: Kryształ Lopez
źródła: Uniwersytet Weilla Cornella
Kontakt: Christel Lopez — Uniwersytet Weilla Cornella
zdjęcie: Zdjęcie przypisane Megan Allen

oryginalne wyszukiwanie: otwarty dostęp.
„Astrocyty pochodzące z ASD zmieniają zachowanie i destabilizują aktywność neuronalną poprzez nieprawidłowy Ca²⁺ SygnalizacjaDilek Kulak i in. Psychiatria molekularna

podsumowanie

READ  Eksperyment pokazuje, jak dieta śródziemnomorska działa na poziomie komórkowym: ScienceAlert

Zobacz też

Astrocyty pochodzące z ASD zmieniają zachowanie i destabilizują aktywność neuronalną poprzez nieprawidłowy Ca²⁺ Sygnalizacja

Mechanizmy komórkowe zaburzeń ze spektrum autyzmu (ASD) są słabo poznane. Zbiorcze dowody sugerują, że nieprawidłowa funkcja synaptyczna leży u podstaw wielu cech tej choroby.

Astrocyty regulują wiele kluczowych procesów nerwowych, w tym tworzenie synaps i modulację plastyczności synaptycznej. Nieprawidłowości astrocytowe zostały zidentyfikowane w pośmiertnej tkance mózgowej osób z ASD.

Jednak pozostaje niejasne, czy patologia astrocytów odgrywa mechanistyczną rolę w ASD, a nie odpowiedź kompensacyjną.

Aby temu zaradzić, połączyliśmy hodowlę komórek macierzystych z technikami przeszczepiania, aby scharakteryzować wrodzone w chorobę cechy astrocytów ASD.

Wykazaliśmy, że astrocyty ASD wywołują powtarzalne zachowania, a także zaburzają pamięć długotrwałą i wzmocnienie po przeszczepieniu do zdrowego mózgu myszy. Tym fenotypom in vivo towarzyszyła zmniejszona aktywność sieci neuronowej i gęstość kręgosłupa indukowana przez astrocyty ASD w neuronach hipokampa in vitro.

Hodowane astrocyty ASD również wykazują przesadne Ca²⁺ Chimeryczne fluktuacje mózgu. Modulacja podekscytowanego genu wapnia²⁺ Odpowiedzi w astrocytach ASD modulują zachowanie i zmniejszają aktywność neuronalną.

Zatem badanie to określa, że ​​astrocyty pochodzące z ASD iPSC są wystarczające do wywołania powtarzalnych zachowań oprócz deficytów poznawczych, co sugeruje wcześniej nierozpoznaną istotną rolę astrocytów w ASD.