Otizm Spektrum Bozukluğu (OSB) olarak da bilinen otizm, iletişimi, sosyal etkileşimi ve davranışı etkileyen karmaşık bir gelişimsel bozukluktur. Sözlü ve sözsüz iletişimde, sosyal etkileşimlerde ve tekrarlayan davranışlarda zorluklarla karakterizedir.
Rutgers Üniversitesi tarafından yürütülen yeni bir araştırma, ruhsal bozuklukları anlama ve incelemede yenilikçi tekniklerin potansiyelini vurgulamıştır.
Rutgers Üniversitesi’ndeki bilim adamları tarafından yürütülen yeni bir çalışma, otizm spektrum bozukluğunun (ASD) altında yatan beyin mekanizmalarına ilişkin yeni bilgiler ortaya çıkardı. Yedi yılı kapsayan çalışma, ASD ile ilişkili olduğu bilinen spesifik bir gen mutasyonunun, beyin hücrelerinde mutasyon olmayan beyin hücrelerine göre önemli ölçüde daha yüksek bir aşırı uyarılmaya neden olduğunu buldu.
Araştırma ekibi, bu keşifleri yapmak için kök hücrelerden insan beyin hücrelerinin büyütülmesi ve fare beyinlerine nakledilmesi dahil olmak üzere en son teknikleri kullandı.
Bilim adamları, çalışmanın beyin bozukluklarını incelemek için yeni bir yaklaşımın potansiyelini gösterdiğini söyledi.
Moleküler Psikiyatri dergisindeki çalışmayı açıklayan araştırmacılar, insanlarda otizme neden olduğu bilinen Neurologin-3 genindeki R451C mutasyonunun, fare beyinlerinde nakledilen insan beyin hücreleri ağı arasında daha yüksek bir iletişim düzeyine neden olduğu bulundu. . Bilim adamlarının deneylerinde ölçtüğü bu aşırı uyarılma, mutasyona uğramamış beyin hücrelerinde görülen seviyenin iki katından daha fazla bir elektriksel aktivite patlaması olarak kendini gösteriyor.
Rutgers Robert Wood Johnson Tıp Okulu’ndaki New Jersey Çocuk Sağlığı Enstitüsü’nde Nörobilim ve Hücre Biyolojisi Bölümü’nde doçent ve kıdemli yazar Zhiping Pang, “Bir eksiklik değil, bir gelişme bulduğumuza şaşırdık” dedi. ders çalışma. “Çalışmamızın ortaya koyduğu, bu belirli hücrelerdeki bu işlev kazanımı, beynin nöronal ağı arasında bir dengesizliğe neden olarak normal bilgi akışını bozuyor.”
Pang, insan beynini oluşturan birbirine bağlı hücre ağının, elektriksel darbeleri azaltan “inhibe edici” beyin hücreleri tarafından dengelenen, elektriksel aktiviteyi uyaran özel “uyarıcı” hücreler içerdiğini söyledi. Bilim adamları, mutasyonun neden olduğu aşırı büyük elektriksel aktivite patlamasının fare beyinlerini kontrolden çıkardığını buldular.
Otizm spektrum bozukluğu, beyindeki farklılıklardan kaynaklanan bir gelişimsel yetersizliktir. Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezlerinin tahminlerine göre, yaklaşık 44 çocuktan 1’inde bozukluk tespit edilmiştir.
Ulusal Sağlık Enstitüleri’nin Ulusal Nörolojik Bozukluklar ve İnme Enstitüsü’ne göre, araştırmalar, otizmin gelişimin çok erken dönemlerinde normal beyin büyümesindeki bozulmaların bir sonucu olabileceğini gösteriyor. NIH’ye göre bu bozulmalar, beyin gelişimini kontrol eden ve beyin hücrelerinin birbirleriyle nasıl iletişim kurduğunu düzenleyen genlerdeki mutasyonların sonucu olabilir.
Pang, “Otizmde altta yatan mekanizmaların çoğu bilinmiyor, bu da etkili terapötiklerin geliştirilmesini engelliyor” dedi. “İnsan kök hücrelerinden üretilen insan nöronlarını bir model sistem olarak kullanarak, belirli bir mutasyonun insanlarda nasıl ve neden otizme neden olduğunu anlamak istedik.”
Araştırmacılar, incelemek istedikleri mutasyonu içeren bir hücre dizisi oluşturmak için insan kök hücrelerinin genetik materyalini değiştirmek ve ardından bu mutasyonu taşıyan insan nöron hücrelerini türetmek için CRISPR teknolojisini kullandılar. Kümelenmiş, düzenli olarak aralıklı kısa palindromik tekrarların kısaltması olan CRISPR, benzersiz bir gen düzenleme teknolojisidir.
Çalışmada, yarısı mutasyonlu, yarısı mutasyonsuz olarak üretilen insan nöron hücreleri daha sonra farelerin beyinlerine yerleştirildi. Oradan araştırmacılar, biyolojik hücrelerin elektriksel özelliklerini inceleyen bir fizyoloji dalı olan elektrofizyolojiyi kullanarak belirli nöronların elektriksel aktivitesini ölçtüler ve karşılaştırdılar. Voltaj değişiklikleri veya elektrik akımı, incelenen nesnenin boyutlarına bağlı olarak çeşitli ölçeklerde ölçülebilir.
Pang, “Bulgularımız, NLGN3 R451C mutasyonunun insan nöronlarındaki uyarıcı sinaptik iletimi önemli ölçüde etkilediğini ve böylece genel ağ özelliklerinde zihinsel bozukluklarla ilgili olabilecek değişiklikleri tetiklediğini gösteriyor” dedi. “Bunu alan için çok önemli bir bilgi olarak görüyoruz.”
Pang, bu deneyi yürütmek için geliştirilen tekniklerin birçoğunun, şizofreni gibi diğer beyin bozukluklarının temelindeki gelecekteki bilimsel araştırmalarda kullanılmasını beklediğini söyledi.
“Bu çalışma, zihinsel bozuklukları incelemek ve yeni terapötikler geliştirmek için insan nöronlarını bir model sistem olarak kullanma potansiyelini vurgulamaktadır” dedi.
Referans: “İnsan nöronlarındaki otizmle ilişkili nöroligin-3 R451C mutasyonunun analizleri, bir işlev kazanımı sinaptik mekanizmasını ortaya koyuyor”, yazan Le Wang, Vincent R. Mirabella, Rujia Dai, Xiao Su, Ranjie Xu, Azadeh Jadali, Matteo Bernabucci , Ishnoor Singh, Yu Chen, Jianghua Tian, Peng Jiang, Kevin Y. Kwan, ChangHui Pak, Chunyu Liu, Davide Comoletti, Ronald P. Hart, Chao Chen, Thomas C. Südhof ve Zhiping P. Pang, 24 Ekim 2022, Moleküler Psikiyatri.
DOI: 10.1038/s41380-022-01834-x
Çalışma, Robert Wood Johnson Vakfı, Otizm Tıbbi Araştırma ve Tedavisi Vali Konseyi ve Ulusal Ruh Sağlığı Enstitüsü tarafından finanse edildi.