Badacze z Yale University modelowali zmiany w rozwoju przodomózgowia u chłopców z ASD oraz ich zdrowych ojców z 13 rodzin. Używali do tego obiecujących możliwości modelowania rozwoju tkanki mózgowej: organoidów korowych (mózgowych). Ponadto zastosowano transkryptomikę jednokomórkową, czyli badanie dynamicznej aktywności genów (transkrypcji) zachodzącej w odpowiedzi na różne czynniki.
Wyhodowano organoidy mózgowe (małe, trójwymiarowe repliki rozwijającego się mózgu) z komórek macierzystych 13 chłopców, u których zdiagnozowano autyzm. Ośmiu z nich miało makrocefalię. Następnie porównano rozwój mózgu dzieci do rozwoju mózgu ich ojców. Ok. 20% przypadków autyzmu (są one zwykle cięższe) dotyczy osób cierpiących na makrocefalię (obwód głowy dziecka przekracza 97 centyl).
Powiązano z pojawieniem się ASD dwie wyraźne nieprawidłowości neurorozwojowe, które występują zaledwie kilka tygodni po rozpoczęciu rozwoju mózgu. U dzieci z tymi samymi objawami występują dwie różne formy zmienionych sieci neuronowych. Mają one związek z wielkością mózgu.
Dzieci z autyzmem i makrocefalią wykazywały nadmierny wzrost neuronów pobudzających w porównaniu do ich ojców, podczas gdy organoidy innych dzieci z ASD wykazywały deficyt tego samego typu neuronów.
Zmiany transkryptomiczne pokazały, że różnice mogły wynikać z rozbieżnej ekspresji czynników transkrypcyjnych wpływających na los komórek podczas wczesnego rozwoju kory mózgowej.
Możliwość śledzenia wzrostu określonych typów neuronów może pomóc w diagnozowaniu autyzmu. Ponadto istotne może być także identyfikowanie przypadków autyzmu, w których można stosować leki w celu łagodzenia objawów nadmiernej aktywności neuronów pobudzających (padaczka).
Źródło:
„Modeling idiopathic autism in forebrain organoids reveals an imbalance of excitatory cortical neuron subtypes during early neurogenesis”
Nature Neuroscience, volume 26, 10 sierpnia 2023 r.
