Генна мутация, за която е известно, че е свързана с разстройствата от аутистичния спектър, причинява свръхвъзбудимост на притежаващи я неврони. Това са установили екип учени от Щатския университет на Ню Джърси „Рутгерс“, изучаващи основните механизми на състоянието. 


Те работят в продължение на седем години, използвайки най-модерните подходи при научните си изследвания, включително набор на научни инструменти, отглеждане на човешки мозъчни клетки от стволови и тяхното трансплантиране в лабораторни модели. Трудът им илюстрира потенциала на нов подход към изучаването на мозъчните нарушения. 


Във фокуса на проучването им е мутацията R451C в гена Neurologin-3, за която е известно, че причинява аутизъм. За нея е установено, че стимулира по-високо ниво на комуникация между невроните. Това състояние на свръхвъзбуда се проявява под формата на два пъти по-висока електрическа активност на мозъчните клетки. 



„Бяхме изненадани да открием свръхактивност, а не дефицит“ споделя доц. Жипин Панг от катедрата по невронауки и клетъчна биология в Института по детско здраве към Медицинското училище „Робърд Ууд Джонсън“ на университета. Реално, тази свръхактивност на въпросните неврони причинява дисбаланс в невронната мрежа, нарушавайки нормалния информационен поток, става ясно от думите на стария изследовател. Нормално в мозъка се намират специализирани „стимулиращи“  електрическата активност клетки, които се балансират от други, ограничаващи електронните импулси. Свръхголямата електрическа активност, причинена от мутация, вади мозъка от строя обясняват той. 


Разстройствата от аутистичния спектър се разглеждат като нарушения в развитието на мозъка. Наблюдават се при 1 на 44 деца по данни на Центровете за контрол и превенция на заболявания в САЩ. 


Според Националния институт по неврологични заболявания и инсулт на щатския Национален здравен институт досега проучванията показват, че аутизмът се развива в резултат на смущения в развитието на мозъка в много ранен етап. Тези смущения може да са в резултат от мутации в гени, които контролират развитието на мозъка и комуникацията на невроните. 


За разстройствата от аутистичния спектър все още няма ефективна терапия поради това, че основните механизми, водещи до тях, не са известни. 


В работата си изследователите са използвали технологията CRISPR, която се смята за уникална за редактиране на гени, и електрофизиология – наука, изучаваща електрическите свойства на биологичните клетки. Така екипът е установил, че мутацията NLGN3 R451C влияе силно върху синаптичното предаване при невроните, предизвиквайки промени в свойствата на цялата невронна мрежа, което може да бъде свързано с появата на психични разстройства. 


Според авторите много от разработените от тях техники за провеждането на изследванията им могат да бъдат приложени в други научни проучвания на мозъчни заболявания като шизофрения. Моделната им система би могла да даде началото на нови разработки на терапевтични средства за тези разстройства. 


Научният труд е представен в сп. Molecular Psychiatry.


Референции:
https://www.nature.com/articles/s41380-022-01834-x