V autismu vede špatné „prořezávání“ neuronů k nadměrným synapsím

Děti a dospívající s autismem mají během vývoje pomalý mozek „prořezávání“ mozku ve srovnání se zdravými dětmi, tvrdí neurologové z Columbia University Medical Center (CUMC). Tento pomalejší proces prořezávání má za následek přebytek mozkových synapsí - bodů, kde se neurony spojují a vzájemně komunikují.

Studie publikovaná v časopise Neuron, také zjistili, že lék rapamycin byl schopen obnovit normální synaptické prořezávání a zlepšit autistické chování u myší, a to i poté, co se objevily příznaky.

Ačkoli rapamycin má vedlejší účinky, které mohou bránit jeho použití u lidí s autismem, „skutečnost, že vidíme změny v chování, naznačuje, že autismus může být stále léčitelný i po diagnostikování dítěte, pokud najdeme lepší lék,“ uvedly studie vedoucí vyšetřovatel, David Sulzer, Ph.D., profesor neurobiologie na CUMC.

V kojeneckém věku dochází k explozi vývoje synapsí, zejména v kůře, oblasti zapojené do autistického chování; pozdní adolescencí byla asi polovina těchto kortikálních synapsí prořezána. Je známo, že synapse jsou ovlivňovány mnoha geny spojenými s autismem, a někteří vědci předpokládali, že lidé s autismem mohou mít více synapsí.

Spoluautor studie Guomei Tang, Ph.D., odborný asistent neurologie na CUMC, zkoumal mozek dětí s autismem, které zemřely z jiných příčin. Třináct mozků pocházelo od dětí ve věku od dvou do devíti let a třináct mozků pocházelo od dospívajících ve věku od 13 do 20 let. Pro srovnání bylo zkoumáno také dvaadvacet mozků od dětí bez autismu.

Tang měřil hustotu synapsí v malé části tkáně v každém mozku počítáním počtu drobných trnů, které se větví z těchto kortikálních neuronů; každá páteř se spojuje s jiným neuronem synapsí. Pozdním dětstvím zjistila, že hustota páteře klesla na přibližně polovinu v kontrolních mozcích, ale pouze 16 procent v mozcích osob s autismem.

"Je to poprvé, co někdo hledal a viděl nedostatek prořezávání během vývoje dětí s autismem," řekl Sulzer, "i když v mozku starších pacientů a myší byl zjištěn nižší počet synapsí v některých oblastech mozku." s autistickým chováním. “

Vědci našli stopy, které mohly způsobit defekt prořezávání; autistické dětské mozkové buňky byly naplněny starými a poškozenými částmi a byly velmi nedostatečné v degradační cestě známé jako „autofagie“. Buňky používají autofagii (řecký výraz, který znamená „seberezení“), aby rozložily své vlastní složky.

Pomocí modelu myši vědci vysledovali defekt prořezávání na protein zvaný mTOR. Zjistili, že když je mTOR nadměrně aktivní, mozkové buňky ztrácejí velkou část své „samožravovací“ schopnosti. A bez této schopnosti byly mozky myší špatně prořezávány, což vedlo k dalším synapsím.

"I když si lidé obvykle myslí, že učení vyžaduje vytvoření nových synapsí," řekl Sulzer, "odstranění nevhodných synapsí může být stejně důležité."

Vědci dokázali obnovit normální autofagii a synaptické prořezávání - a zvrátit autistické chování u myší - léčením rapamycinem, lékem, který inhibuje mTOR. Lék byl účinný i po rozvinutí příznaků.

Protože velké množství hyperaktivního mTOR bylo také nalezeno téměř ve všech mozcích pacientů s autismem, mohou se u dětí s autismem vyskytnout stejné procesy.

Zdroj: Columbia University Medical Center