В новом исследовании, опубликованном сегодня в Cell Reports , исследователи из Глазного института Дональда К. Джонсона (DKJEI), входящего в состав Исследовательского института Крембиля при Университетской сети здравоохранения, выявили ранее неизвестные связи между генетическими факторами при расстройствах аутистического спектра (РАС).
Это нарушение развития нервной системы связано с широким спектром физиологических и поведенческих симптомов, включая нарушения коммуникативных, когнитивных и двигательных функций , а также судороги и гиперактивность.
РАС, которым страдает каждый 50-й канадец в возрасте от 1 до 17 лет, связано с сотнями генов риска, которые могут играть роль в развитии заболевания.
«Мы до сих пор не знаем, как различные генетические факторы риска приводят к РАС, действуют ли они независимо или через сходные молекулярные пути, вызывая это состояние. Мы также не знаем, когда или даже где в мозгу эти гены экспрессируются и вызывают клеточные дефекты, которые приводят к РАС. Возникают ли дефекты во время развития плода, после рождения ребенка или в какой-то более поздний момент его жизни?» — говорит доктор Карун Сингх, старший научный сотрудник DKJEI.
«Наша цель в этом исследовании состояла в том, чтобы выяснить роль специфических генов риска в РАС и выяснить, сходятся ли разные гены в общих путях, которые регулируют функции клеток, такие как производство энергии и метаболизм».
Большинство генов риска РАС продуцируют белки, которые участвуют в важных клеточных функциях. В этом исследовании исследовательская группа использовала инструмент картирования белков для изучения 41 гена риска, связанного с РАС, о многих из которых ранее не было известно, что они взаимодействуют друг с другом.
Одним из основных выводов группы стало то, что несколько генов риска модулируют активность митохондрий, энергетических фабрик внутри клеток. Поскольку клетки головного мозга метаболически очень активны, нарушение их митохондриальной функции может повлиять на работу мозга .
«Связь между генами риска РАС и митохондриальной дисфункцией проливает свет на то, как мутации в этих генах могут изменить активность клеток головного мозга и в конечном итоге вызвать симптомы заболевания», — говорит доктор Надим Муртаза, научный сотрудник лаборатории доктора Сингха.
Исследование также показало, что инструмент картирования на основе белков можно использовать для помощи в классификации людей с РАС, которые имеют общие биологические признаки. Поскольку РАС является очень вариабельным расстройством, группировка людей на основе биологических факторов, лежащих в основе их симптомов, может помочь исследователям разработать более специализированные методы лечения в будущем.
«Существует много возможностей для изменений между уровнем последовательностей генов, с которыми мы довольно хорошо разбираемся, и тем, что на самом деле проявляется у пациента», — добавляет доктор Муртаза.
«Люди с различными формами генетического расстройства могут быть более связаны, чем мы думаем, на биологическом уровне», — говорит доктор Муртаза.
Технология картирования белков, используемая в этом исследовании, может улучшить наше понимание функций мозга и может быть применена к множеству других заболеваний головного мозга.
Следующим шагом является применение этой технологии к ткани мозга конкретного пациента, созданной в лаборатории доктора Сингха, где стволовые клетки из крови пациента превращаются в трехмерные ткани мозга, демонстрирующие уникальные генные и белковые профили этого пациента.
«Это позволило бы нам изучить конкретные механизмы заболевания пациента и, в конечном итоге, проверить эффективность различных методов лечения», — говорит доктор Сингх.
«Этот инновационный подход откроет двери для более широкого использования этих технологий, а также для лечения других заболеваний», — добавляет он. «Работа с коллегами здесь, в Крембиле, над программами, которые охватывают широкий спектр нейродегенеративных заболеваний, артритов и расстройств, связанных со зрением, — отличный способ использовать эту технологию и наши настоящие результаты».
Теги: аутизм
