Kaj nevroznanstveniki zdaj vedo o avtizmu

Slednje je bilo izdelano v sodelovanju z Inštitut Lieber za razvoj možganov katerega poslanstvo je prenesti genetske vpoglede v zdravljenje naslednje generacije.

Obstaja razlog, zakaj se večina od nas ne spominja, da bi odraščali s toliko avtističnimi otroki kot zdaj: veliko več otrok ima danes diagnosticirano motnjo avtističnega spektra kot kdaj koli prej. Po podatkih centrov za nadzor bolezni in preprečevanje, avtizem zdaj prizadene 1 od 59 otrok, v primerjavi z 1 od 88 otrok leta 2008 in 1 od 150 otrok leta 2000.

Del tega osupljivega povečanja je posledica povečane ozaveščenosti o motnji in natančnejših diagnoz. Ne glede na to, ali so v igri drugi dejavniki – na primer izpostavljenost okolja ali dejstvo, da so starši rojstvo otrok pozneje v življenju, kar raziskave kažejo, da povečuje verjetnost avtizma – je še vedno vprašanje razprava.

"Ni enega avtizma."

Kar ostaja veliko bolj nejasno od razširjenosti, je osnovni biološki vzrok te motnje. Delno zato, ker je avtizem pravzaprav konstelacija nevroloških stanj, od katerih vsako ovira komunikacijo, socialne veščine, motorične sposobnosti in vedenje. »Avtizma ni,« pravi dr. Daniel Weinberger, direktor in izvršni direktor Inštituta Lieber za razvoj možganov na univerzi Johns Hopkins. »Izraz se uporablja za opis številnih različnih motenj zgodnjega otroštva, ki imajo več značilnosti in manifestacij, glavno težave pri razvoju družbenih povezav." Otroci običajno začnejo kazati znake že kot malčki, večina pa jih diagnosticira okoli starosti štiri.

Genetski načrt

Zdi se, da je večina oblik avtizma zakoreninjena v genetiki - ali, natančneje, v podedovanih različicah enega ali več genov. "V večini primerov je verjetno posledica kombinacije mnogih, številnih genov, ki vplivajo na razvoj možganov," pravi Weinberger. »Vendar geni ne vedo ničesar o socialnih interakcijah ali tesnobi ali zunanjem vedenju. Odgovorni so le za dve stvari: fiksne lastnosti, kot sta višina in barva las ter vedenje celice." DNK v vsaki celici je kot delovodja tovarne, razlaga, ki tej celici nenehno naroča, kako naj delovati.

Z drugimi besedami, ko otrok podeduje variacijo gena, ta gen vpliva samo na delovanje celice. Kako potem to vpliva na to, kako avtističen otrok razmišlja, deluje in se nanaša na druge? To je razloženo z razumevanjem, da vsak ne deluje ločeno. Kot del celotne genetike ali "genoma" osebe so v interakciji med seboj.

"Po načrtu svojih genomov se celice pogovarjajo in gradijo odnose med seboj, ko se otrok razvija," pravi Weinberger. "Tvorijo mreže z drugimi celicami in odrastejo, da postanejo različne strukture v možganih, kot sta hipokampus in talamus. Medtem ko celice obdelujejo molekularne informacije, omrežja, ki jim pripadajo, obdelujejo kognitivne, socialne in čustvene informacije.

Narava proti Nurture

Okoljski dejavniki, kot so podporni starši, hranljiva prehrana in obiskovanje zvezdniške šole, dejansko manj vplivajo na vedenje avtističnih otrok, kot si mislite. Po Weinbergerjevem mnenju ni znanosti, ki bi pokazala, da bo zdravo okolje prevladalo nad učinki genetske mutacije. Kljub pomanjkanju znanstvenih dokazov pa verjame, da je vse človeško vedenje mogoče do določene mere spremeniti. "Toda meje, meje, okoli katerih lahko starši naredijo razliko, so zelo omejene," pravi Weinberger.

"Teh prvih pet let je kritično obdobje pri oblikovanju sposobnosti za pogajanja o bolj zapletenih življenjskih obdobjih na poti."

Zelo jasno pa je, da imajo otroci, ki so v prvih petih letih izpostavljeni hudemu stresu, kasneje v življenju več socialnih, duševnih in fizičnih stresorjev. "Vedenje pri uživanju drog, sladkorna bolezen, telesna teža, hipertenzija - verjetnost za vse to se poveča pri ljudeh, ki so v otroštvu doživeli skrajni stres," pravi Weinberger. "Kot nam je povedal Freud, je teh prvih pet let kritično obdobje za oblikovanje sposobnosti za pogajanja o bolj zapletenih življenjskih obdobjih na poti."

Za otroka z avtizmom to pomeni, da imata ljubeča mama in oče hrana na mizi in strukturirano družinsko življenje morda ne preglasi biologije, ti dejavniki potencialno zmanjšajo možnosti za razvoj določenih zdravstvenih težav, kot so odraslih.

Pitt-Hopkinsovo zdravljenje

Ker je motnja avtističnega spektra tako široka, Inštitut Lieber za razvoj možganov upa, da bo napredoval pri pomoči prizadetim otrokom, tako da se bo najprej osredotočil na eno zelo ločeno vrsto avtizma: Pitt-Hopkinsov sindrom. Čeprav se pojavlja le pri nekaj tisoč otrocih v ZDA, ima ta redek sindrom velik potencial za odpiranje skrivnosti za razumevanje drugih vrst avtizma. »Pitt-Hopkins je le en majhen kos pogače, vendar smo se odločili, da ga preučimo, ker natančno vemo, kaj povzroča, medtem ko pri drugih oblikah avtizma še vedno ugotavljamo osnovne genetske vzroke,« Weinberger pravi. Ta sindrom povzroča ena sama genetska mutacija, ki preprečuje, da bi gen TCF4 ustvaril protein, ki je pomemben za delovanje celic. Posledično celice, ki se zanašajo na to beljakovino, delujejo nenormalno.

"Ker gre za zelo diskretno mutacijo, ki jo najdemo na enem genu, lahko v laboratoriju izdelamo modele Pitt-Hopkinsovih simptomov, ki odražajo točen vzrok," pravi Weinberger. Ti modeli omogočajo znanstvenikom inštituta Lieber, da natančno raziščejo, kako se genetska mutacija pojavlja v razvoju možganov, da bi ugotovili, ali lahko ublažijo nekaj škode.

"Želimo ugotoviti, kaj gre narobe, in poskusiti to popraviti," pravi Weinberger. »Mnogi ljudje mislijo, da lahko popraviš gen, vendar je to zelo težko in tvegano. Izbrali smo drugačno strategijo: ob predpostavki, da genoma ne morete spremeniti, poskusimo normalizirati vedenje možganov glede na to, kaj genom počne z njim.

Z uporabo teh modelov so raziskovalci Lieberja odkrili, da so te celice, ko so bile stimulirane, delovale zelo nenormalno. "Vedenje je moteno, ker celice ne delujejo pravilno," pojasnjuje Weinberger. Njegova ekipa je težavo izsledila v spremembi določenega proteina, ki sestavlja natrijev ionski kanal na celični membrani. Ta kanal služi kot vrata, ki omogočajo premik soli v celice in iz njih. Menijo, da je ta mutirani ionski kanal delno odgovoren za vedenjske spremembe pri otrocih s Pitt-Hopkinsom.

S tem znanjem je ekipa iskala zdravilo, ki bi lahko blokiralo spremembo v ionskem kanalu, da bi ugotovila, ali so celice prizadete. "Ugotovili smo, da s ciljanjem na ionski kanal z zdravilom obnovimo delovanje celic," pravi Weinberger. »Verjetno nas loči še eno leto od testiranja zdravila na ljudeh, vendar bo to prvo možno zdravljenje avtizem, ki temelji na razumevanju specifičnega celičnega mehanizma, ki vodi do Pitt Hopkinsovega sindroma, redke oblike avtizem."

Weinberger vztraja, da to zdravilo ne bo ozdravilo Pitt-Hopkinsovega sindroma, ker mutacija verjetno vpliva na več kot le na ionski kanal. Verjame pa, da bo otrokom, ki jemljejo zdravilo, bolje, saj bodo nevroni v njihovih možganih delovali bolj normalno.

Čeprav se delo inštituta Lieber osredotoča na to obliko avtizma, kaže upanje ne le za otroke s Pitt-Hopkinsom in njihove družine. Boljše razumevanje te vrste avtizma utira pot podobnemu napredku za druge vrste motenj avtističnega spektra.