Tisdag 26 augusti 2014.- Barn och ungdomar med autism har ett överskott av synapser i hjärnan, ett överskott som beror på minskningen i en beskärningsprocess som inträffar i hjärnan under utvecklingen, enligt en studie av neurovetenskapsmän Columbia University Medical Center (CUMC), i New York, i USA.
Eftersom synapser är de punkter där neuroner ansluter och kommunicerar med varandra, kan ett överskott av synapser ha effekter på hjärnans funktion, vilket forskningen påpekar, vars resultat publiceras i tidskriften Neuron.
Forskare har upptäckt att rapamycin, ett läkemedel som återställer denna beskärning, kan förbättra beteenden som liknar autism hos möss, även när de administreras efter att dessa beteenden har dykt upp.
"Detta är en viktig upptäckt som kan leda till en ny terapeutisk strategi för autism, " säger Jeffrey Lieberman, professor och professor i psykiatri vid CUMC och chef för New York State Psychiatric Institute, som inte deltog i studien.
Även om läkemedlet rapamycin har biverkningar som kan förhindra dess användning hos personer med autism, tyder det faktum på att förändringar i beteende antyder att autism fortfarande kan behandlas efter att ett barn har diagnostiserats, om forskare finner en bättre medicin, anser studiens huvudutredare, David Sulzer, professor i neurobiologi vid avdelningarna för psykiatri, neurologi och farmakologi vid CUMC.
Under normal hjärnutveckling inträffar en explosion av synapsbildning i barndomen, särskilt i hjärnbarken, ett område som är involverat i autistiska beteenden; men "beskärning" -processen eliminerar ungefär hälften av dessa kortikala synapser under sen ungdomstid. Synapser är kända för att påverkas av många autismrelaterade gener och vissa forskare har antagit att personer med autism kan ha fler synapser.
För att bevisa denna idé undersökte medförfattaren Guomei Tang, biträdande professor i neurologi vid CUMC, hjärnorna hos barn med autism som dog av andra orsaker. Tretton hjärnor tillhörde barn mellan 2 och 9 år gamla och 13 hjärnor kom från barn mellan 13 och 20 år, vilket jämfördes med 22 hjärnor av barn utan autism.
Dr. Tang mätte synapstätheten i en liten vävnadssektion i varje hjärna genom att räkna antalet små ryggar som grenar från dessa kortikala nervceller; var och en ansluter till en annan neuron genom en synapse. Han såg att i sena barndomen halverades ryggdensiteten i kontrollhjärnorna, men endast 16 procent i hjärnan hos patienter med autism.
"Det är första gången som någon har sökt och sett brist på beskärning under utvecklingen av barn med autism, " säger Dr. Sulzer, "även om ett mindre antal synapser har upptäckts i vissa områden av patienternas hjärnor i avancerad ålder och hos möss med beteenden som liknar autism. "
Dessutom fanns det indikationer på vad som orsakade beskärningsdefekten i patienterna: hjärncellerna hos de autistiska barnen fylldes med gamla och skadade delar och var mycket bristfälliga i en nedbrytningsväg som kallas "autophagy." Celler använder autofagi för att försämra sina egna komponenter.
Med hjälp av musmodeller med autism fann forskarna beskärningsdefekten i ett protein som kallas mTOR, så att när det är hyperaktivt, förlorar hjärnceller mycket av sin förmåga att autofagi. Utan denna förmåga innehöll mössen hos musen överskott av synapser. "Även om människor ofta tror att lärande kräver bildning av nya synapser, " betonar Sulzer, "kan felaktig eliminering av synapser vara lika viktigt."
Forskarna kunde återställa normal autofagi och synaptisk beskärning genom att vända beteenden liknande autism hos möss genom att administrera rapamycin, ett läkemedel som hämmar mTOR-proteinet. Läkemedlet var effektivt även när det gick till gnagare efter att de utvecklats autistiskt beteende, vilket tyder på att denna metod kan användas för att behandla patienter även efter att sjukdomen har diagnostiserats.
Eftersom stora mängder hyperaktiv mTOR också hittades i nästan alla hjärnor hos patienter med autism, kan samma processer förekomma hos barn med autism. "Det som är anmärkningsvärt med resultaten - konstaterar Sulzer - är att hundratals gener har kopplats till autism, men nästan alla våra mänskliga personer hade hyperaktiv mTOR och minskad autofagi, och alla verkar ha en brist på beskärning. normalt synaptiskt. "
Alan Packer, seniorforskare vid Simons Foundation, som finansierade forskningen, anser studien som ett viktigt steg framåt för att förstå vad som händer i hjärnan hos personer med autism.
"Den nuvarande uppfattningen är att autism är heterogen, med potentiellt hundratals gener som kan hjälpa till att utveckla den. Det är ett mycket brett spektrum, så målet är nu att förstå hur dessa hundratals gener är grupperade i ett mindre antal vägar., vilket ger oss bättre ledtrådar om möjliga behandlingar, säger Packer.
"MTOR-vägen verkar vara en av dessa vägar. Det är möjligt att upptäckten av mTOR- och autofagiaktivitet ger ett sätt att diagnostisera vissa egenskaper hos autism och normalisering av dessa vägar kan hjälpa till att behandla synaptisk dysfunktion och sjukdom, " avslutar denna forskare.
Källa:
Taggar:
Hälsa Sexualitet Cut-And-Barn
Eftersom synapser är de punkter där neuroner ansluter och kommunicerar med varandra, kan ett överskott av synapser ha effekter på hjärnans funktion, vilket forskningen påpekar, vars resultat publiceras i tidskriften Neuron.
Forskare har upptäckt att rapamycin, ett läkemedel som återställer denna beskärning, kan förbättra beteenden som liknar autism hos möss, även när de administreras efter att dessa beteenden har dykt upp.
"Detta är en viktig upptäckt som kan leda till en ny terapeutisk strategi för autism, " säger Jeffrey Lieberman, professor och professor i psykiatri vid CUMC och chef för New York State Psychiatric Institute, som inte deltog i studien.
Även om läkemedlet rapamycin har biverkningar som kan förhindra dess användning hos personer med autism, tyder det faktum på att förändringar i beteende antyder att autism fortfarande kan behandlas efter att ett barn har diagnostiserats, om forskare finner en bättre medicin, anser studiens huvudutredare, David Sulzer, professor i neurobiologi vid avdelningarna för psykiatri, neurologi och farmakologi vid CUMC.
Under normal hjärnutveckling inträffar en explosion av synapsbildning i barndomen, särskilt i hjärnbarken, ett område som är involverat i autistiska beteenden; men "beskärning" -processen eliminerar ungefär hälften av dessa kortikala synapser under sen ungdomstid. Synapser är kända för att påverkas av många autismrelaterade gener och vissa forskare har antagit att personer med autism kan ha fler synapser.
För att bevisa denna idé undersökte medförfattaren Guomei Tang, biträdande professor i neurologi vid CUMC, hjärnorna hos barn med autism som dog av andra orsaker. Tretton hjärnor tillhörde barn mellan 2 och 9 år gamla och 13 hjärnor kom från barn mellan 13 och 20 år, vilket jämfördes med 22 hjärnor av barn utan autism.
Dr. Tang mätte synapstätheten i en liten vävnadssektion i varje hjärna genom att räkna antalet små ryggar som grenar från dessa kortikala nervceller; var och en ansluter till en annan neuron genom en synapse. Han såg att i sena barndomen halverades ryggdensiteten i kontrollhjärnorna, men endast 16 procent i hjärnan hos patienter med autism.
"Det är första gången som någon har sökt och sett brist på beskärning under utvecklingen av barn med autism, " säger Dr. Sulzer, "även om ett mindre antal synapser har upptäckts i vissa områden av patienternas hjärnor i avancerad ålder och hos möss med beteenden som liknar autism. "
Dessutom fanns det indikationer på vad som orsakade beskärningsdefekten i patienterna: hjärncellerna hos de autistiska barnen fylldes med gamla och skadade delar och var mycket bristfälliga i en nedbrytningsväg som kallas "autophagy." Celler använder autofagi för att försämra sina egna komponenter.
Med hjälp av musmodeller med autism fann forskarna beskärningsdefekten i ett protein som kallas mTOR, så att när det är hyperaktivt, förlorar hjärnceller mycket av sin förmåga att autofagi. Utan denna förmåga innehöll mössen hos musen överskott av synapser. "Även om människor ofta tror att lärande kräver bildning av nya synapser, " betonar Sulzer, "kan felaktig eliminering av synapser vara lika viktigt."
Forskarna kunde återställa normal autofagi och synaptisk beskärning genom att vända beteenden liknande autism hos möss genom att administrera rapamycin, ett läkemedel som hämmar mTOR-proteinet. Läkemedlet var effektivt även när det gick till gnagare efter att de utvecklats autistiskt beteende, vilket tyder på att denna metod kan användas för att behandla patienter även efter att sjukdomen har diagnostiserats.
Eftersom stora mängder hyperaktiv mTOR också hittades i nästan alla hjärnor hos patienter med autism, kan samma processer förekomma hos barn med autism. "Det som är anmärkningsvärt med resultaten - konstaterar Sulzer - är att hundratals gener har kopplats till autism, men nästan alla våra mänskliga personer hade hyperaktiv mTOR och minskad autofagi, och alla verkar ha en brist på beskärning. normalt synaptiskt. "
MTOR-vägen
Enligt hans åsikt tyder resultaten på att många, kanske de flesta, av generna kan konvergera i denna mTOR / autophagy-väg. "Hyperaktiv mTOR och autofagi-reduktion kan vara ett vanligt inslag i autism, " sammanfattar denna expert.Alan Packer, seniorforskare vid Simons Foundation, som finansierade forskningen, anser studien som ett viktigt steg framåt för att förstå vad som händer i hjärnan hos personer med autism.
"Den nuvarande uppfattningen är att autism är heterogen, med potentiellt hundratals gener som kan hjälpa till att utveckla den. Det är ett mycket brett spektrum, så målet är nu att förstå hur dessa hundratals gener är grupperade i ett mindre antal vägar., vilket ger oss bättre ledtrådar om möjliga behandlingar, säger Packer.
"MTOR-vägen verkar vara en av dessa vägar. Det är möjligt att upptäckten av mTOR- och autofagiaktivitet ger ett sätt att diagnostisera vissa egenskaper hos autism och normalisering av dessa vägar kan hjälpa till att behandla synaptisk dysfunktion och sjukdom, " avslutar denna forskare.
Källa:
