För många hjärnanslutningar kan vara en rotorsak bakom autism

Källa: iStockphoto

Av: Trenton Paul

Enligt en studie av ett team av forskare vid Washington University School of Medicine i St. Louis finns det en defekt gen kopplad till autism som påverkar hur neuroner kommunicerar med varandra i hjärnan.

I en serie tester utförda på gnagare konstaterades att genen i fråga resulterade i att för många förbindelser gjordes mellan nervcellerna. Detta ledde till inlärningsproblem för ämnen, och forskarteamet anser att denna upptäckt också överförs till människor.

Mutationer i en gen kopplad till autism hos människor får neuroner att bilda för många kopplingar i gnagare. Resultaten tyder på att fel i kommunikationen mellan hjärnceller kan vara grunden till autism. Källa: Getty / Washington University School of Medicine

"Denna studie väcker möjligheten att det kan finnas för många synapser i hjärnan hos patienter med autism," säger seniorförfattaren Azad Bonni, MD, PhD, Edison Professor of Neuroscience och chef för avdelningen för neurovetenskap vid Washington University School of Medicine i St. Louis. ”Du kanske tror att om fler synapser skulle få hjärnan att fungera bättre, men det verkar inte vara fallet. Ett ökat antal synapser skapar felkommunikation mellan nervceller i den utvecklande hjärnan som korrelerar med svårigheter i inlärning, även om vi inte vet hur. ”

De gener som är kopplade till autism

Den neuroutvecklade störningen drabbar cirka 1 av 68 barn över hela världen, och dess huvudsakliga egenskaper kretsar kring både sociala och kommunikativa utmaningar.

Många gener har visat sig vara kopplade till autism. Sex viktiga gener i dessa fynd arbetar för att fästa en molekylär etikett, kallad ubiquitin, till proteiner. Dessa gener, ofta kallad ubiquitinligaser, fungerar på samma sätt som en produktionslinje i en fabrik. De berättar för den större delen av cellen vad den behöver göra med de taggade proteinerna. Ibland ber den cellen att kasta dem, andra gånger leder den cellen att omdirigera dem till en annan plats, och ligaserna berättar till och med för cellen hur man kan öka eller minska aktiviteten i proteinet.

De med autism har ofta en mutation som förhindrar att en av ubiquitin-generna fungerar som den borde. Problemen bakom dessa mutationer har hittills antingen varit dåligt undersökta eller allvarligt missförstått. För att bättre förstå hur systemet fungerar, tog Bonni och hans kollegor bort ubiquitingenen RNF8 i nervceller i småhjärnan hos unga möss. Lilla hjärnan, som är belägen i nedre delen av hjärnan strax ovanför stammen, är en av huvudregionerna som påverkas av autism.

Diagram över en hjärna som finns i unga möss. Källa: Rockefeller University

Enligt teamets fynd bildade neuroner som saknade RNF8-proteinet cirka 50 procent fler synapser, som är de anslutningar som gör att neuroner kan skicka signaler från en till en annan än de som hade genen. De extra synapserna fungerade också. Genom att mäta den elektriska signalen i de mottagande cellerna fann forskarna att signalens styrka fördubblats i mössen som saknade proteinet.

Synapserna arbetade i huvudsak övertid i överföringsprocessen, vilket tros leda till bristande uppmärksamhet när en patient placeras i en inlärningssituation. Hjärnan är överarbetad med kommunikation, därför kan den inte absorbera inlärningsupplevelsen.

Uppgifterna samlas in

Möss som inte hade RNF8-proteinet hade inga uppenbara problem med rörelse, men när det var dags att lära dem grundläggande motoriska färdigheter (som att stänga ögonen på kommando) hade de mycket svårigheter. Teamet tränade mössen för att associera en snabb puff av luft till ögat med ett blinkande ljus. Medan mössen med RFN8-proteinet lärde sig att stänga ögonen när de ser ljuset blinka för att undvika irritationen av det kommande luftsuffet, möss utan mössen ögonen bara en tredjedel av tiden.

En neuron från hjärnan hos ung person med autism. Källa: Guomei Tang och Mark S. Sonders / CUMC

Det finns uppenbarligen en stor skillnad i att arbeta med möss och barn, men eftersom dessa djur har visat sig vara mycket nära människor när det gäller neurologisk smink har dessa resultat drivit på mer forskning om de insamlade uppgifterna.

"Det är möjligt att alltför stora förbindelser mellan nervceller bidrar till autism," sade Bonni. ”Mer arbete måste göras för att verifiera den här hypotesen hos människor, men om det visar sig vara sant, kan du börja titta på sätt att kontrollera antalet synapser. Det kan potentiellt gynna inte bara människor som har dessa sällsynta mutationer i ubiquitin gener utan andra patienter med autism. ”

Ursprungligen publicerad på sanvada.com den 2 november 2017.