Co neuronaukowcy wiedzą teraz o autyzmie?

Poniższe materiały zostały wyprodukowane we współpracy z Instytut Rozwoju Mózgu Liebera którego misją jest przełożenie spostrzeżeń genetycznych na terapie nowej generacji.

Jest powód, dla którego większość z nas nie pamięta dorastania z tak dużą liczbą dzieci z autyzmem, jak obecnie: znacznie więcej dzieci diagnozuje dziś zaburzenia ze spektrum autyzmu niż kiedykolwiek wcześniej. Według Centrów Kontroli Chorób Zapobieganie, autyzm dotyka obecnie 1 na 59 dzieci, w porównaniu do 1 na 88 dzieci w 2008 roku i 1 na 150 dzieci w 2000 roku.

Część tego zdumiewającego wzrostu jest spowodowana zwiększoną świadomością choroby i dokładniejszymi diagnozami. Czy w grę wchodzą inne czynniki — takie jak narażenie środowiskowe lub fakt, że rodzice są: posiadanie dzieci w późniejszym okresie życia, co według badań zwiększa prawdopodobieństwo autyzmu — nadal jest kwestią debata.

„Nie ma jednego autyzmu”.

To, co pozostaje o wiele bardziej niejasne niż częstość występowania, to podstawowa biologiczna przyczyna tego zaburzenia. Dzieje się tak częściowo dlatego, że autyzm jest w rzeczywistości konstelacją schorzeń neurologicznych, z których każdy utrudnia komunikację, umiejętności społeczne, motoryczne i zachowanie. „Nie ma jednego autyzmu” – mówi dr Daniel Weinberger, dyrektor i dyrektor generalny Instytutu Rozwoju Mózgu Liebera na Uniwersytecie Johnsa Hopkinsa. „Termin ten jest używany do opisania wielu różnych zaburzeń wczesnego dzieciństwa, które mają kilka cech i przejawów, z których główna problemy z rozwijaniem więzi społecznych”. Dzieci zwykle zaczynają wykazywać oznaki jako małe dzieci, a większość jest diagnozowana w wieku cztery.

Plan genetyczny

Wydaje się, że większość form autyzmu ma swoje korzenie w genetyce, a dokładniej w odziedziczonych odmianach jednego lub więcej genów. „W większości przypadków jest to prawdopodobnie spowodowane kombinacją wielu, wielu genów, które wpływają na rozwój mózgu” – mówi Weinberger. „Jednak geny nie wiedzą nic o interakcjach społecznych, lęku lub zachowaniu zewnętrznym. Odpowiadają tylko za dwie rzeczy: stałe cechy, takie jak wzrost i kolor włosów, oraz zachowanie komórki." Wyjaśnia, że ​​DNA w każdej komórce jest jak brygadzista fabryczny, nieustannie nakazując tej komórce, jak ma to robić działać.

Innymi słowy, kiedy dziecko dziedziczy wariację genu, ten gen wpływa tylko na funkcję komórki. Jak zatem wpływa to na to, jak dziecko autystyczne myśli, działa i odnosi się do innych? Wyjaśnia to zrozumienie, że każdy z nich nie działa w odosobnieniu. W ramach całej genetyki lub „genomu” osoby wchodzą ze sobą w interakcje.

„Podążając za planem swoich genomów, komórki rozmawiają ze sobą i budują ze sobą relacje w miarę rozwoju dziecka” – mówi Weinberger. „Tworzą sieci z innymi komórkami i rozwijają się, by stać się różnymi strukturami w mózgu, takimi jak hipokamp i wzgórze. Podczas gdy komórki przetwarzają informacje molekularne, sieci, do których należą, przetwarzają informacje poznawcze, społeczne i emocjonalne”.

Natura kontra wychowanie

Czynniki środowiskowe, takie jak wspieranie rodziców, pożywna dieta i uczęszczanie do znakomitej szkoły, w rzeczywistości mają mniejszy wpływ na zachowanie dzieci autystycznych, niż mogłoby się wydawać. Według Weinbergera nie ma nauki pokazującej, że zdrowe środowisko przesłoni skutki mutacji genetycznej. Jednak pomimo braku dowodów naukowych wierzy, że wszelkie ludzkie zachowanie można do pewnego stopnia zmodyfikować. „Ale granice, granice, wokół których rodzice mogą coś zmienić, są bardzo ograniczone” – mówi Weinberger.

„Te pierwsze pięć lat to krytyczny okres w kształtowaniu zdolności do negocjowania bardziej skomplikowanych czasów życia w przyszłości”.

Jasne jest jednak, że dzieci narażone na silny stres w pierwszych pięciu latach życia mają zwykle więcej stresorów społecznych, psychicznych i fizycznych w późniejszym życiu. „Zachowania związane z przyjmowaniem narkotyków, cukrzyca, masa ciała, nadciśnienie – prawdopodobieństwo wystąpienia wszystkich tych rzeczy jest zwiększone u osób, które doświadczyły skrajnego stresu w dzieciństwie” – mówi Weinberger. „Jak powiedział nam Freud, te pierwsze pięć lat to krytyczny okres w kształtowaniu zdolności do negocjowania bardziej skomplikowanych czasów życia w przyszłości”.

Dla dziecka z autyzmem oznacza to, że podczas gdy kochająca mama i tata jedzenie na stole i uporządkowana życie rodzinne może nie mieć pierwszeństwa nad biologią, czynniki te potencjalnie obniżają prawdopodobieństwo wystąpienia pewnych problemów zdrowotnych, ponieważ: dorośli ludzie.

Leczenie Pitta-Hopkinsa

Ponieważ zaburzenia ze spektrum autyzmu są tak szerokie, Instytut Rozwoju Mózgu Liebera ma nadzieję na postęp w pomaganiu dzieciom dotkniętym chorobą, skupiając się najpierw na jednym bardzo wyraźnym typie autyzmu: zespole Pitta-Hopkinsa. Chociaż występuje tylko u kilku tysięcy dzieci w Stanach Zjednoczonych, ten rzadki syndrom ma ogromny potencjał, aby odkryć tajemnice zrozumienia innych rodzajów autyzmu. „Pitt-Hopkins to tylko jeden mały kawałek ciasta, ale zdecydowaliśmy się go przestudiować, ponieważ wiemy dokładnie, co powoduje to, podczas gdy w innych formach autyzmu wciąż ustalamy przyczyny genetyczne leżące u podstaw autyzmu.” mówi Weinberger. Zespół ten jest spowodowany pojedynczą mutacją genetyczną, która zapobiega wytwarzaniu przez gen TCF4 białka ważnego dla funkcjonowania komórki. W rezultacie komórki, które opierają się na tym białku, funkcjonują nieprawidłowo.

„Ponieważ jest to bardzo dyskretna mutacja znaleziona w jednym genie, możemy zbudować modele w laboratorium objawów Pitt-Hopkinsa, które odzwierciedlają dokładną przyczynę” – mówi Weinberger. Modele te pozwalają naukowcom z Lieber Institute dokładnie zbadać, w jaki sposób mutacja genetyczna odgrywa rolę w rozwoju mózgu, aby sprawdzić, czy mogą złagodzić niektóre uszkodzenia.

„Chcemy dowiedzieć się, co jest nie tak i spróbować to naprawić”, mówi Weinberger. „Wiele osób uważa, że ​​można skorygować gen, ale jest to bardzo trudne i ryzykowne. Przyjęliśmy inną strategię: zakładając, że nie możesz zmienić genomu, spróbujmy znormalizować zachowanie mózgu na podstawie tego, co genom z nim robi”.

Korzystając z tych modeli, naukowcy z Lieber odkryli, że stymulowane komórki zachowywały się bardzo nienormalnie. „Zachowanie jest zaburzone, ponieważ komórki nie działają prawidłowo” – wyjaśnia Weinberger. Jego zespół wyśledził problem ze zmianą w konkretnym białku, które tworzy kanał jonów sodowych w błonie komórkowej. Ten kanał służy jako brama, która umożliwia wchodzenie i wychodzenie soli do iz komórek. Uważają, że ten zmutowany kanał jonowy jest częściowo odpowiedzialny za zmiany behawioralne u dzieci z Pitt-Hopkinsem.

Mając tę ​​wiedzę, zespół szukał leku, który mógłby blokować zmiany w kanale jonowym, aby sprawdzić, czy dotyczy to komórek. „Odkryliśmy, że celując w kanał jonowy lekiem – przywracamy funkcję komórek” – mówi Weinberger. „Prawdopodobnie dzieli nas rok od zobaczenia leku testowanego na ludziach, ale będzie to pierwsze potencjalne leczenie dla autyzm oparty na zrozumieniu specyficznego mechanizmu komórkowego, który prowadzi do zespołu Pitta Hopkinsa, rzadkiej postaci autyzm."

Weinberger twierdzi, że ten lek nie wyleczy zespołu Pitta-Hopkinsa, ponieważ mutacja prawdopodobnie wpływa nie tylko na kanał jonowy. Uważa jednak, że dzieciom, które zażywają lek, będzie lepiej, ponieważ neurony w ich mózgu będą funkcjonować bardziej normalnie.

Chociaż prace Instytutu Liebera koncentrują się na tej formie autyzmu, sygnalizuje to nadzieję nie tylko dla dzieci z Pitt-Hopkinsem i ich rodzin. Lepsze zrozumienie tego jednego rodzaju autyzmu toruje drogę podobnym postępom w innych rodzajach zaburzeń ze spektrum autyzmu.