Генетични промени, свързани с аутизма

Ново изследване разкрива как генетичните варианти променят мозъка и променят поведението.

Констатациите дават нови прозрения за това как генетичните варианти могат да увеличат риска от аутизъм.

Учените обединиха мозъчните образи и генетичната детективска работа, за да научат как генетичните варианти пренареждат мозъка.

Изследването на изследователи от UCLA и Института за неврология и човешко поведение Semel е публикувано в онлайн изданието на Наука Транслационна медицина.

„Това е ключов елемент от пъзела, който търсихме“, каза главният изследовател д-р Даниел Гешвинд.

„Сега можем да започнем да разкриваме мистерията как гените пренареждат мозъчните вериги не само при аутизъм, но и при много свързани неврологични разстройства.“

Екипът на UCLA изследва разликите в мозъчната свързаност и функции, които са резултат от две форми на гена CNTNAP2, една от които повишава риска от аутизъм.

По-ранни проучвания на Geschwind и други показват, че генът е най-активен по време на мозъчното развитие във фронталния лоб. Регионът е силно ангажиран с ученето, което често се нарушава при децата аутисти.

Подозирайки, че CNTNAP2 може да повлияе на мозъчната дейност, изследователите са използвали функционално ядрено-магнитен резонанс (fMRI), за да сканират мозъка на 32 деца, докато изпълняват задачи, свързани с ученето.

Половината от децата са имали аутизъм, а половината - не.

Целта на екипа беше да измери силата на различните комуникационни пътища в различни региони на мозъка, докато те се свързват помежду си.

Изображенията от fMRI вълнуват учените - и потвърждават подозренията им.

Независимо от тяхната диагноза, децата, носещи варианта на риска, показват разединен мозък. Фронталният лоб беше прекалено свързан със себе си и слабо свързан с останалата част от мозъка. Комуникацията със задната част на мозъка беше особено намалена.

„При деца, които носят рисковия ген, изглежда, че предната част на мозъка говори най-вече сама със себе си“, обясни първият автор Ашли Скот-Ван Зеланд.

„Той не комуникира толкова много с други части на мозъка и му липсват връзки с дълги разстояния до задната част на мозъка.“

В зависимост от това коя версия на CNTNAP2 е носило детето, изследователите също така наблюдават разлика в свързаността между лявата и дясната страна на мозъка. При повечето хора лявата страна обработва функции, свързани с езика, като реч и разбиране.

При децата с нерисков ген комуникационните пътища във фронталния лоб се свързват по-силно с лявата страна на мозъка.

При деца с рисков вариант комуникационните пътища в предния лоб са свързани по-широко към двете страни на мозъка. Необичайната симетрия предполага, че генният вариант променя връзките в мозъка, може би обяснява защо тази версия на CNTNAP2 е свързана със забавена реч.

„Видяхме, че ако имате вариант на риска, мозъкът ви показва нарушени модели на активиране, независимо дали сте били диагностицирани в аутистичния спектър или не“, обясни главният изследовател Сюзън Букхаймер.

„Подозираме, че CNTNAP2 играе важна роля в свързването на невроните в предната част на мозъка и че рисковият вариант пречи на този процес.“

Чрез подобряване на разбирането за връзката между гените, мозъка и поведението, откритието на UCLA може да доведе до по-ранно откриване на аутизъм и нови интервенции за укрепване на връзките между фронталния лоб и лявата страна на мозъка.

„Ако установим, че вариантът CNTNAP2 е постоянен предсказващ фактор за езиковите затруднения,“ каза Скот-Ван Зеланд, „бихме могли да започнем да проектираме целенасочени терапии, за да помогнем за балансиране на мозъка и да го преместим по пътя на по-нормалното развитие.“

Изследователите могат да проверят дали специфичните терапии действително променят мозъчната функция, като измерват свързаността на пациентите преди и след терапията, добави тя.

Авторите подчертават, че моделите на свързаност, открити в проучването, все още попадат в спектъра на нормалните генни вариации.

„Една трета от населението носи този вариант в своята ДНК“, отбеляза Гешвинд. „Важно е да запомните, че генният вариант сам по себе си не причинява аутизъм, а просто увеличава риска.“

Източник: UCLA