Ученые связывают быстрый рост мозга при аутизме с повреждением ДНК

Ученые Солка связывают быстрый рост мозга при аутизме с повреждением ДНК
                Клетки, которые в конечном итоге станут нейронами (нейронными клетками-предшественниками), полученными от индивидуумов с расстройством аутистического спектра, показанным на правой панели, демонстрируют повышенное повреждение ДНК, обнаруженное H2AX, показанным на красном пятне, по сравнению с клетками, полученными от здоровых индивидуумов (левая панель) , Предоставлено: Институт Солка

Исследователи из Института Солка обнаружили уникальный паттерн повреждения ДНК, который возникает в клетках мозга, полученных от людей с макроцефальной формой расстройства аутистического спектра (ASD). Наблюдение, опубликованное в журнале Cell Stem Cell, помогает объяснить, что может нарушить работу мозга во время деления и развития клеток, вызывая расстройство.
                                                                                       

«Деление или репликация — это одна из самых опасных вещей, которую может делать клетка», — говорит Солк Профессор Расти Гейдж, старший автор исследования и президент Института. «Большая часть повреждений ДНК восстанавливается с помощью удивительно эффективного процесса восстановления, но ошибки возникают, когда скорость деления изменяется генетически или в окружающей среде, что может привести к долговременным функциональным дефектам».

По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, в США расстройство общения и поведения, связанное с развитием, проявляется у 1 из 59 детей в США. Исследования основных причин расстройства, а также возможных методов лечения были медленными.

В 2016 году Гейдж и его коллеги обнаружили, что стволовые клетки мозга от людей с макроцефальной формой аутизма росли быстрее, чем клетки от незатронутых людей. (Мозговые стволовые клетки являются предшественниками более специализированных типов клеток, таких как нейроны.) Это открытие частично объясняет, почему у многих людей с РАС также имеется макроцефалия или необычно большие головы: увеличение пролиферации стволовых клеток мозга во время развития может привести к на большие мозги.

В новом исследовании Гейдж и его коллеги снова посмотрели на эти нервные клетки-предшественники (NPC). Поскольку все типы клеток пролиферируют и созревают во время эмбрионального развития, для их быстро реплицирующихся цепей ДНК нормально накапливать небольшие ошибки, большинство из которых исправлены и никогда не причиняют никакого вреда. Исследователи задались вопросом, было ли это повреждение ДНК, которое происходило во время стресса репликации, более распространенным у быстро разделяющихся нейронных предшественников людей с аутизмом.

Исследователи собирали клетки кожи у людей с ASD и макроцефалией, а также у людей с нейротипами (без ASD) и использовали технологию перепрограммирования стволовых клеток, чтобы уговорить клетки каждого человека в NPC.

Команда Гейджа использовала химическое соединение, чтобы вызвать стресс репликации на NPC, полученных от людей без аутизма, и изучала, где наиболее вероятно накопление повреждений ДНК. Они сравнили это вызванное повреждение в клетках от людей без аутизма с тем, где повреждение ДНК естественно накапливалось в клетках от людей с аутизмом. NPC от аутичных людей имели повышенные уровни повреждения ДНК, сгруппированные в 36 из тех же генов, которые также были повреждены в здоровых клетках, подверженных репликационному стрессу. И 20 генов ранее были связаны с аутизмом в отдельных генетических исследованиях.

«Что говорят нам новые результаты, так это то, что клетки людей с макроцефальным аутизмом не только размножаются больше, но и естественным образом испытывают больший репликационный стресс», — говорит Мейян Ван, аспирант лаборатории Gage и первый автор новой статьи.

Быстрая пролиферация NPC может привести как к макроцефалии, так и к клеточному стрессу, который стимулирует повреждение ДНК, говорит она. Это повреждение может быть одним из источников мутаций, связанных с РАС. В то время как технология, использованная в исследовании, рассказывала исследователям, где произошло повреждение ДНК, они не знают, какая часть этого повреждения была восстановлена ​​до того, как клетки созрели во взрослые нейроны, и какая из них приводит к длительным мутациям.

«Мы хотели бы глубже изучить, как стресс репликации и повреждение ДНК влияют на нейронную функцию в долгосрочной перспективе и есть ли у взрослых нейронов, возникающих из этих стволовых клеток, больше мутаций, чем обычно», — говорит Ван./p>

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *