Исследование идентифицирует группу генов с измененной экспрессией при аутизме

Исследование идентифицирует группу генов с измененной экспрессией при аутизме
                Дисрегуляция, по-видимому, влияла на общение между нейронами у субъектов исследования, которое проводилось в Бразилии. Открытие может улучшить диагностику, которая в настоящее время основана на клиническом анализе симптомов. Фото: RIDC HUG-CELL

Аутизм долгое время ассоциировался только с поведенческими и экологическими факторами, но роль генетики в его развитии сейчас становится все более очевидной. Было обнаружено, что около 100 генов играют роль в расстройстве аутистического спектра, и еще тысячи изучаются с той же целью.
                                                                                       

Диагностика и лечение расстройства на геномной основе затруднены этой изменчивостью. Тем не менее, новое исследование, проведенное в Институте биологических наук Университета Сан-Паулу (IB-USP) в Бразилии, указывает на общий профиль экспрессии генов независимо от мутаций ДНК у любого человека с аутизмом.

«Мы обнаружили группу генов, которые не регулируются в нейральных клетках-предшественниках, которые дают начало нейронам, и в самих нейронах», — говорит Мария Рита душ Сантуш и Пассос-Буэно, профессор IB-USP. Другими словами, хотя ДНК разных людей с аутизмом демонстрирует различные изменения, поведение этих генов одинаково у всех таких людей и отличается от того, что наблюдается в мозге людей без расстройства. Passos-Bueno входит в состав Центра исследований генома человека и стволовых клеток (HUG-CELL).

Результаты сообщаются в журнале Molecular Psychiatry, издании Nature.

<б> Эксперименты

Образцы мозговой ткани нельзя взять у живых людей, поэтому исследователи провели эксперименты in vitro, используя технику, называемую перепрограммирование клеток.

«Мы взяли клетки зубной пульпы у людей с аутизмом и без него, и из них мы создали плюрипотентные стволовые клетки, которые можно трансформировать в клетки любого типа. Таким образом, мы смогли создать в лаборатории нервные клетки. с теми же геномами, что и у пациентов «, — сказала Карина Гриси Оливейра, первый автор статьи. Оливейра имеет докторскую степень в области генетики из IB-USP и является исследователем в Израильском институте образования и исследований имени Альберта Эйнштейна (МИПО).

Для исследования было выбрано пять человек с высокоэффективным аутизмом и один с низкофункциональным аутизмом; все шесть имели гетерогенные генетические профили. Контрольная группа состояла из шести здоровых людей.

«Исследование подтвердило гипотезу о том, что, хотя происхождение аутизма является многофакторным и различным у каждого человека, эти различные изменения могут привести к одним и тем же проблемам в функционировании их нейронов», — сказал Оливейра.

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) были перепрограммированы для имитации двух стадий развития головного мозга человека: нейронных клеток-предшественников, которые дают начало нейронам, и нейронов на стадии, эквивалентной таковой у плода между 16-м и 16-м годом. 20 недель беременности.

Затем исследователи проанализировали эти клеточные транскриптомы, состоящие из всех их молекул РНК. РНК действует как посредник, который преобразует информацию в гене в белки, которые, в свою очередь, регулируют поведение клеток.

«Подсчитав молекулы РНК, мы смогли определить экспрессию генов со значительной степенью точности», — сказал Оливейра.

Затем исследователи использовали математические модели, чтобы определить, какие гены были дифференциально экспрессированы в обеих группах (с аутизмом и без него), и пришли к тем, кто ответственен за синапсы и высвобождение нейротрансмиттеров, то есть гены, которые модулируют связь между нейронами. Этот процесс влияет на функционирование всего организма, но прежде всего мозга.

Этот набор генов, некоторые из которых были связаны с аутизмом в предыдущих исследованиях, показал повышенную активность в нейронах. «Некоторые из них не регулировались в нервных клетках, полученных из iPSC от аутистов, изученных в других исследованиях, и в нейронах из посмертной мозговой ткани, принадлежащих людям с аутизмом, что подтверждает метод», — сказал Пассос-Буэно.

С другой стороны, этот второй анализ с использованием данных о посмертных тканях показал снижение экспрессии генов во время смерти. «Мы не знаем причину различия, но это последовательное доказательство того, что экспрессия этой группы генов участвует в расстройстве аутистического спектра», — сказала Оливейра.

Клиническая значимость

Исследование также предоставляет больше доказательств того, что аутизм начинает развиваться во время беременности. «Исследование указывает на нарушение в развитии нервной системы плода, которое влияет на функционирование нейронов, так что ребенок рождается с измененной экспрессией генов», — сказал Пассос-Буэно.

Эти знания могут способствовать диагностике аутизма, в настоящее время основанном на клиническом анализе симптомов.

Визуализация, анализы крови и генетическое секвенирование не могут помочь диагностировать расстройство в подавляющем большинстве подозреваемых случаев. «Серьезная генетическая ошибка вызывает аутизм у 30% пациентов, но происхождение расстройства является многофакторным у 70%, с несколькими изменениями ДНК, вызывающими клинические симптомы, поэтому интерпретация генетических данных все еще сложна», — Passos-Bueno объяснил.

Линия исследований может также способствовать разработке более эффективных стратегий лечения. «Чтобы вылечить генетическое заболевание, вы должны понимать, что гены делают неправильно. Изменения в контроле нейротрансмиттеров никогда не были так четко продемонстрированы», — говорит Майана Зац, профессор IB-USP и главный исследователь HUG-CELL.

По словам Заца, HUG-CELL находится в авангарде международных исследований аутизма. Одним из последних достижений группы было выявление новых генов, связанных с расстройством, одним из которых является PRPF8. Исследование было опубликовано в феврале 2020 года в журнале Исследования аутизма.

«Очень важно подчеркнуть, что это стало возможным только благодаря работе, проделанной за последние два десятилетия профессором Пассос-Буэно с более чем тысячей аутистов и их семей», — сказал Зац. IB-USP предлагает бесплатные генетические консультации для аутистов и людей с сотнями других генетических заболеваний и их семей.

Похожие новости

Добавить комментарий

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