Otizmin Hücresel Temelini İncelemek İçin Deri Hücresi Araştırmasını Kullanma
Stanford Üniversitesi Tıp Fakültesi'ndeki nörobilimciler, otizmin en nüfuz edici formlarından biriyle ilişkili nadir bir genetik durum olan Timothy sendromlu hastalardan alınan hücreleri inceledi: Diğer bir deyişle, Timothy sendromu mutasyonu olan çoğu insanın bir semptom olarak otizmi vardır. diğer problemler.
Otizm, sosyal ve sözlü etkileşimin bozulduğu gelişimsel bozuklukların bir yelpazesidir. Ne yazık ki tıp bilimi, otizmin altında yatan nedenleri tedavi etmek için bir yöntem geliştirmedi. Sonuç olarak, otistik beyin gelişiminde neyin ters gittiğini anlamak, önemli bir araştırma alanıdır.
Bu çalışmada bilim adamları, Timothy sendromlu hastalarda otizmin, sinir hücrelerinin iletişimine müdahale eden bir gen mutasyonundan kaynaklandığını varsayıyorlar.
Spesifik olarak, bilim adamları gen mutasyonunun nöron zarlarındaki kalsiyum kanallarını kusurlu hale getirerek bu nöronların nasıl iletişim kurup geliştiğine müdahale ettiğine inanıyor.
Kalsiyumun nöronlara akışı, onların ateşlenmesini sağlar ve kalsiyum akışının düzenlenme şekli, beyinlerimizin nasıl çalıştığı konusunda çok önemli bir faktördür.
Araştırmacılar ayrıca, Timothy sendromlu bireylerden üretilen beyin hücrelerinin, beynin her iki yarısını birbirine bağlayan hücre türlerinin daha azına ve ayrıca beyindeki iki kimyasal habercinin, dopamin ve norepinefrinin aşırı üretimine neden olduğunu buldular. Dahası, hatalı kanalları kimyasal olarak bloke ederek bu etkileri tersine çevirebileceklerini keşfettiler.
Sergiu Pasca, M.D. ve Ricardo Dolmetsch, Ph.D., internette yayınlanan araştırmayı yönetti. Doğa Tıbbı.
Araştırmacılara göre, otizm gibi psikiyatrik bozuklukların nedenlerini anlamamızdaki boşluklar, onları tedavi etmeyi zorlaştırdı. Doğal olarak, otizm ve diğer psikiyatrik ve nörolojik hastalıklarla ilgili araştırmalar, canlı beyin dokuları üzerinde örnekleme ve deney yapamama ile sınırlıdır.
Bunu ele almak için Dolmetsch ve meslektaşları, indüklenmiş pluripotent kök hücreler veya iPS hücreleri olarak bilinenleri içeren yeni bir yaklaşım kullandılar.
Dolmetsch, "Timothy sendromlu insanlardan deri hücrelerini alıp kök hücrelere dönüştürmenin ve ardından bu kök hücreleri nöronlara dönüştürmenin bir yolunu geliştirdik" dedi. Bilim adamları, bu iPS hücrelerini besin açısından zengin bir çözelti içinde serbest yüzen kümeler halinde büyüttüler ve daha sonra kümeleri doku kültürü plakalarına aktardılar.
Ortamda, bazı plakalar, hücreleri daha sonra dışarıya doğru göç eden ve nöronlara olgunlaşan üç boyutlu, beyin benzeri küreler geliştirdi.
Bu nöronlar, beyindeki canlı dokuya iyi bir ilk yaklaşım olan üç ayrı katman oluşturdu. Bilim adamları, bu nöronları bir mikroskop altında görselleştirerek ve gen ifadelerini ölçerek, otizmle ilişkili olabilecek hücresel düzeyde anormallikleri karakterize edebildiler.
Timothy sendromlu iPS hücrelerinden üretilen nöronlar, kalsiyum seviyelerinde normalden daha büyük artışlar gösterdi ve bu da kalsiyum kanallarının kapanma yeteneklerini kaybettiğini gösteriyor. Bu, genlerin nasıl ifade edildiğini yeniden yapılandırarak nöronal sinyallemede dramatik değişiklikler başlattı.
Bulgu, otizmin beyin bağlantısındaki bozukluklardan kaynaklandığı görüşünü güçlendiriyor.
Pasca ve Dolmetsch, Timothy sendromu hücrelerinden üretilen nöronların, duyusal işlemede ve sosyal davranışta önemli bir rol oynayan dopamin ve norepinefrin üretiminde en önemli enzimi çok fazla yaptığını fark ettiklerinde bir "aha" anı yaşadılar. Gerçekleşme, otizmde görülen sorunlara neyin sebep olduğuna dair önemli ipuçları sunabilir.
Bilim adamları, enzim artışının tersine çevrilebilir olup olmadığını belirlemek için, nöronları, roskovitin adı verilen, kusurlu kalsiyum kanallarını bloke eden bir kimyasal ile tedavi ettiler.
Enzimi üreten hücrelerin oranında yaklaşık yüzde 70'lik bir azalma gördüler, bu da çok fazla dopamin ve norepinefrin üretmede kusurlu kalsiyum kanalının suçlu olduğunu doğruladı. Bu tür bir tersinirlik, otizmdeki belirli hücresel anormalliklerin tedavi edilebileceğini düşündürür.
Ancak Dolmetsch, roskovitinin şu anda insanlarda kullanım için onaylanmadığı ve çocuklarda hiç test edilmediği konusunda uyardı. Şu anda akciğer kanseri için klinik denemelerde bulunurken, bildirildiğine göre mide bulantısı ve diğer yan etkilere neden oluyor.
"Bildirilen yan etkiler muhtemelen otizmde mutasyona uğramış kanalı hedeflemenin yanı sıra, roskovitinin hücre proliferasyonu için gerekli kinazları da inhibe etmesinden kaynaklanmaktadır" dedi. "Roscovitine'in iyi bir başlangıç noktası olduğunu düşünüyoruz, ancak muhtemelen otizm için yararlı olabilmesi için optimize edilmesi gerekiyor."
Bu arada çalışma, Timothy sendromlu bireylerin nöronlarının bir laboratuvar ortamında nasıl geliştiğini yeniden yaratmak için bir teknik geliştirmedeki başarısıyla büyük bir başarıyı temsil ediyor. Dolmetsch, bozukluğu fare hücrelerinden ziyade insan hücrelerinde incelemek ilk kez mümkün oldu, bu yüzden daha iyi bir klinik modeli temsil ediyor dedi.
"Bu sonuçlar çok güçlü bir araştırma aracına yol açabilir" dedi. "Bir petri kabındaki insan psikiyatrik hastalığı."
Kaynak: Stanford Üniversitesi Tıp Merkezi
