Hvad neurovidenskabsmænd nu ved om autisme

Følgende blev produceret i samarbejde med Lieber Institute for Brain Development hvis mission er at omsætte genetisk indsigt til næste generations behandlinger.

Der er en grund til, at de fleste af os ikke husker at vokse op med så mange autistiske børn, som der er nu: Mange flere børn er diagnosticeret med autismespektrumforstyrrelser i dag end nogensinde før. Ifølge Centers for Disease Control og forebyggelse rammer autisme nu 1 ud af 59 børn sammenlignet med 1 ud af 88 børn i 2008 og 1 ud af 150 børn i 2000.

En del af denne forbløffende stigning skyldes øget bevidsthed om lidelsen og mere præcise diagnoser. Uanset om der er andre faktorer i spil - såsom miljøeksponeringer eller det faktum, at forældre er det at få børn senere i livet, hvilket forskning viser øger chancerne for autisme - er stadig et spørgsmål om debat.

"Der er ingen autisme."

Hvad der forbliver langt mere dunkelt end udbredelsen er den grundlæggende biologiske årsag til denne lidelse. Det skyldes til dels, at autisme faktisk er en konstellation af neurologiske tilstande, som hver især hæmmer kommunikation, sociale færdigheder, motoriske færdigheder og adfærd. "Der er ingen autisme," siger Dr. Daniel Weinberger, direktør og administrerende direktør for Lieber Institute for Brain Development ved Johns Hopkins University. "Udtrykket bruges til at beskrive mange forskellige lidelser i den tidlige barndom, der har flere karakteristika og manifestationer, den vigtigste være problemer med at udvikle sociale forbindelser.” Børn begynder normalt at vise tegn som småbørn, og størstedelen bliver diagnosticeret omkring alderen fire.

Den genetiske plan

De fleste former for autisme ser ud til at være forankret i genetik - eller mere specifikt arvelige variationer af et eller flere gener. "I de fleste tilfælde er det sandsynligvis forårsaget af kombinationer af mange, mange gener, der påvirker hjernens udvikling," siger Weinberger. »Gen ved dog ikke noget om sociale interaktioner eller angst eller ydre adfærd. De er kun ansvarlige for to ting: faste egenskaber, såsom højde og hårfarve, og adfærden af celler." DNA'et i hver celle er som en fabriksformand, forklarer han og beordrer hele tiden den celle, hvordan operere.

Så med andre ord, når et barn arver en genvariation, påvirker det gen kun funktionen af ​​en celle. Hvordan påvirker dette så, hvordan et autistisk barn tænker, handler og forholder sig til andre? Dette forklares ved at forstå, at hver enkelt ikke handler isoleret. Som en del af hele genetikken eller "genomet" af en person, interagerer de med hinanden.

"Efter planen for deres genomer taler celler med og bygger relationer med hinanden, efterhånden som et barn udvikler sig," siger Weinberger. "De danner netværk med andre celler og vokser op til forskellige strukturer i hjernen som hippocampus og thalamus. Mens celler behandler molekylær information, behandler de netværk, de tilhører, kognitiv, social og følelsesmæssig information."

Natur versus næring

Miljøfaktorer som at have støttende forældre, spise en nærende kost og gå på en stjerneskole har faktisk mindre indflydelse på autistiske børns adfærd, end du måske tror. Ifølge Weinberger er der ingen videnskab, der viser, at et sundt miljø vil tilsidesætte virkningerne af en genetisk mutation. Men på trods af manglen på videnskabelige beviser, mener han, at al menneskelig adfærd kan modificeres til en vis grad. "Men grænserne, de grænser, som forældre kan gøre en forskel omkring, er meget begrænsede," siger Weinberger.

"De første fem år er en kritisk periode for at skabe kapaciteten til at forhandle de mere komplicerede tider i livet hen ad vejen."

Hvad der dog er meget klart er, at børn, der er udsat for alvorlig stress i deres første fem år, har tendens til at have flere sociale, mentale og fysiske stressfaktorer senere i livet. "Narkotika-adfærd, diabetes, kropsvægt, hypertension - sandsynligheden for alle disse ting er øget hos mennesker, der har oplevet ekstrem barndomsstress," siger Weinberger. "Som Freud fortalte os, er de første fem år en kritisk periode for at skabe kapaciteten til at forhandle de mere komplicerede tider af livet hen ad vejen."

Hvad dette betyder for et barn med autisme er, at mens en kærlig mor og far er mad på bordet og en struktureret familielivet tilsidesætter måske ikke biologi, disse faktorer sænker potentielt chancerne for at udvikle visse sundhedsproblemer som voksne.

Pitt-Hopkins-behandlingen

Da autismespektrumforstyrrelsen er så bred, er den Lieber Institute for Brain Development håber at gøre fremskridt for at hjælpe berørte børn ved først at fokusere på en meget særskilt type autisme: Pitt-Hopkins syndrom. Selvom det kun forekommer hos nogle få tusinde børn i USA, rummer dette sjældne syndrom et stort potentiale til at låse op for hemmeligheder til at forstå andre typer autisme. “Pitt-Hopkins er kun en lille del af kagen, men vi valgte at studere den, fordi vi ved præcis hvad forårsager det, mens vi i andre former for autisme stadig bestemmer de underliggende genetiske årsager." siger Weinberger. Dette syndrom er forårsaget af en enkelt genetisk mutation, der forhindrer TCF4-genet i at lave et protein, der er vigtigt for cellefunktionen. Som et resultat fungerer de celler, der er afhængige af dette protein, unormalt.

"Fordi det er en meget diskret mutation fundet på ét gen, kan vi bygge modeller i laboratoriet af Pitt-Hopkins symptomer, der afspejler den nøjagtige årsag," siger Weinberger. Disse modeller giver Lieber Institute-forskere mulighed for at undersøge præcis, hvordan den genetiske mutation udspiller sig i hjernens udvikling for at se, om de kan afbøde nogle af skaderne.

"Vi vil gerne finde ud af, hvad der går galt og prøve at rette op på det," siger Weinberger. ”Mange tror, ​​man kan rette genet, men det er meget svært og risikabelt at gøre. Vi tog en anden strategi: Hvis vi antager, at du ikke kan ændre genomet, så lad os prøve at normalisere hjernens adfærd ud fra, hvad genomet gør ved det."

Ved hjælp af disse modeller opdagede Lieber-forskere, at når disse celler blev stimuleret, handlede de meget unormalt. "Adfærd er forstyrret, fordi cellerne ikke skyder ordentligt," forklarer Weinberger. Hans team sporede problemet til en ændring i et bestemt protein, der udgør en natriumionkanal på cellens membran. Denne kanal fungerer som en port, der tillader salt at bevæge sig ind og ud af celler. De tror, ​​at denne muterede ionkanal er delvist ansvarlig for adfærdsændringer hos børn med Pitt-Hopkins.

Med denne viden søgte holdet efter et lægemiddel, der kunne blokere ændringen i ionkanalen for at se, om celler er påvirket. "Vi fandt ud af, at ved at målrette ionkanalen med et lægemiddel - genopretter vi cellernes funktion," siger Weinberger. "Vi er formentlig et år fra at se stoffet testet på mennesker, men dette vil være den første potentielle behandling for autisme baseret på forståelse af en specifik cellulær mekanisme, der fører til Pitt Hopkins syndrom, en sjælden form for autisme."

Weinberger insisterer på, at dette lægemiddel ikke vil helbrede Pitt-Hopkins syndrom, fordi mutationen sandsynligvis påvirker mere end blot ionkanalen. Han mener dog, at børn, der tager stoffet, vil have det bedre, fordi neuronerne i deres hjerne vil fungere mere normalt.

Selvom Lieber Institutes arbejde fokuserer på denne form for autisme, signalerer det håb ikke kun for børn med Pitt-Hopkins og deres familier. En bedre forståelse af denne ene type autisme baner vejen for lignende fremskridt for andre typer autismespektrumforstyrrelser hen ad vejen.