Tirsdag den 26. august 2014.- Børn og unge med autisme har et overskud af synapser i hjernen, et overskud, der skyldes faldet i en beskæringsproces, der forekommer i hjernen under udvikling, ifølge en undersøgelse fra neurovidenskabsfolk Columbia University Medical Center (CUMC), i New York, i USA.
Fordi synapser er de punkter, hvor neuroner forbinder og kommunikerer med hinanden, kan et overskud af synapser have virkninger på hjernens funktion, som forskningen påpeger, hvis resultater offentliggøres i tidsskriftet Neuron.
Forskere har opdaget, at rapamycin, et lægemiddel, der gendanner denne beskæring, kan forbedre adfærd, der ligner autisme hos mus, også når det indgives, efter at denne adfærd er vist.
"Dette er en vigtig konstatering, der kunne føre til en ny terapeutisk strategi for autisme, " siger Jeffrey Lieberman, professor og professor i psykiatri ved CUMC og direktør for New York State Psychiatric Institute, som ikke var involveret i undersøgelsen.
Selvom lægemidlet rapamycin har bivirkninger, der kan forhindre det i mennesker med autisme, antyder det faktum, at ændringer i adfærd kan antydes, at autisme stadig kan behandles, når et barn er diagnosticeret, hvis forskere finder en bedre medicin, betragter undersøgelsens vigtigste efterforsker, David Sulzer, professor i neurobiologi i afdelingerne for psykiatri, neurologi og farmakologi ved CUMC.
Under normal hjerneudvikling forekommer en eksplosion af dannelse af synapse i barndommen, især i hjernebarken, en region involveret i autistisk opførsel; men "beskæring" -processen eliminerer cirka halvdelen af disse kortikale synapser i slutningen af ungdomsårene. Synapser vides at være påvirket af mange autismelaterede gener, og nogle forskere har antaget, at mennesker med autisme muligvis har flere synapser.
For at bevise denne idé undersøgte co-forfatter Guomei Tang, adjunkt i neurologi ved CUMC, hjernerne hos børn med autisme, der var død af andre årsager. 13 hjerner tilhørte børn mellem 2 og 9 år gamle, og 13 hjerner kom fra børn i alderen 13 til 20 år, hvilket blev sammenlignet med 22 hjerner af børn uden autisme.
Dr. Tang målte synapstætheden i en lille del af vævet i hver hjerne ved at tælle antallet af små rygsøjler, der forgrener sig fra disse kortikale neuroner; hver forbinder med en anden neuron gennem en synapse. Han så, at i sene barndom blev ryggetætheden halveret i kontrolhjerne, men kun 16 procent i hjernerne fra patienter med autisme.
"Det er første gang, at nogen har søgt og set en mangel på beskæring under udviklingen af børn med autisme, " siger Dr. Sulzer, "skønt et mindre antal synapser er blevet påvist i nogle områder af patienternes hjerner i avanceret alder og hos mus med adfærd, der ligner autisme. "
Derudover var der indikationer af, hvad der forårsagede beskæringsdefekten i patienternes hjerner: de autistiske børns hjerneceller blev fyldt med gamle og beskadigede dele og var meget mangelfulde i en nedbrydningsvej, der kaldes "autophagy." Celler bruger autofagi til at nedbryde deres egne komponenter.
Ved hjælp af musemodeller med autisme fandt forskerne beskæringsdefekten i et protein kaldet mTOR, så når hjerne celler er hyperaktive, mister meget af deres evne til autofagi. Uden denne evne indeholdt musenes hjerner overskydende synapser. "Selvom folk ofte tror, at læring kræver dannelse af nye synapser, " understreger Sulzer, "kan ukorrekt eliminering af synapser være lige så vigtige."
Forskerne var i stand til at gendanne normal autophagy og synaptisk beskæring ved at vende adfærd svarende til autisme hos mus ved at administrere rapamycin, et lægemiddel, der hæmmer mTOR-proteinet. Medicinen var effektiv, selv når den blev administreret til gnavere, efter at de havde udviklet autistisk opførsel, hvilket antyder, at denne fremgangsmåde kan bruges til at behandle patienter, selv efter at sygdommen er blevet diagnosticeret.
Da store mængder hyperaktiv mTOR også blev fundet i næsten alle hjerner hos patienter med autisme, kan de samme processer forekomme hos børn med autisme. ”Det, der er bemærkelsesværdigt ved konklusionerne - bemærker Sulzer - er, at hundreder af gener er blevet knyttet til autisme, men næsten alle vores menneskelige forsøgspersoner havde hyperaktiv mTOR og nedsat autofagi, og alle ser ud til at have en manglende beskæring. normal synaptisk. "
Alan Packer, seniorforsker ved Simons Foundation, som finansierede forskningen, betragter undersøgelsen som et vigtigt skridt fremad for at forstå, hvad der sker i hjernen hos mennesker med autisme.
"Den nuværende opfattelse er, at autisme er heterogen med potentielt hundreder af gener, der kan hjælpe med at udvikle det. Det er et meget bredt spektrum, så målet er nu at forstå, hvordan disse hundreder af gener grupperes i et mindre antal stier., hvilket vil give os bedre ledetråde om mulige behandlinger, ”siger Packer.
"MTOR-stien synes at være en af disse veje. Det er muligt, at påvisning af mTOR- og autofagi-aktivitet giver et middel til at diagnosticere nogle karakteristika ved autisme, og normalisering af disse veje kan hjælpe med at behandle synaptisk dysfunktion og sygdom, " konkluderer denne forsker.
Kilde:
Tags:
Psykologi Sundhed Sundhed
Fordi synapser er de punkter, hvor neuroner forbinder og kommunikerer med hinanden, kan et overskud af synapser have virkninger på hjernens funktion, som forskningen påpeger, hvis resultater offentliggøres i tidsskriftet Neuron.
Forskere har opdaget, at rapamycin, et lægemiddel, der gendanner denne beskæring, kan forbedre adfærd, der ligner autisme hos mus, også når det indgives, efter at denne adfærd er vist.
"Dette er en vigtig konstatering, der kunne føre til en ny terapeutisk strategi for autisme, " siger Jeffrey Lieberman, professor og professor i psykiatri ved CUMC og direktør for New York State Psychiatric Institute, som ikke var involveret i undersøgelsen.
Selvom lægemidlet rapamycin har bivirkninger, der kan forhindre det i mennesker med autisme, antyder det faktum, at ændringer i adfærd kan antydes, at autisme stadig kan behandles, når et barn er diagnosticeret, hvis forskere finder en bedre medicin, betragter undersøgelsens vigtigste efterforsker, David Sulzer, professor i neurobiologi i afdelingerne for psykiatri, neurologi og farmakologi ved CUMC.
Under normal hjerneudvikling forekommer en eksplosion af dannelse af synapse i barndommen, især i hjernebarken, en region involveret i autistisk opførsel; men "beskæring" -processen eliminerer cirka halvdelen af disse kortikale synapser i slutningen af ungdomsårene. Synapser vides at være påvirket af mange autismelaterede gener, og nogle forskere har antaget, at mennesker med autisme muligvis har flere synapser.
For at bevise denne idé undersøgte co-forfatter Guomei Tang, adjunkt i neurologi ved CUMC, hjernerne hos børn med autisme, der var død af andre årsager. 13 hjerner tilhørte børn mellem 2 og 9 år gamle, og 13 hjerner kom fra børn i alderen 13 til 20 år, hvilket blev sammenlignet med 22 hjerner af børn uden autisme.
Dr. Tang målte synapstætheden i en lille del af vævet i hver hjerne ved at tælle antallet af små rygsøjler, der forgrener sig fra disse kortikale neuroner; hver forbinder med en anden neuron gennem en synapse. Han så, at i sene barndom blev ryggetætheden halveret i kontrolhjerne, men kun 16 procent i hjernerne fra patienter med autisme.
"Det er første gang, at nogen har søgt og set en mangel på beskæring under udviklingen af børn med autisme, " siger Dr. Sulzer, "skønt et mindre antal synapser er blevet påvist i nogle områder af patienternes hjerner i avanceret alder og hos mus med adfærd, der ligner autisme. "
Derudover var der indikationer af, hvad der forårsagede beskæringsdefekten i patienternes hjerner: de autistiske børns hjerneceller blev fyldt med gamle og beskadigede dele og var meget mangelfulde i en nedbrydningsvej, der kaldes "autophagy." Celler bruger autofagi til at nedbryde deres egne komponenter.
Ved hjælp af musemodeller med autisme fandt forskerne beskæringsdefekten i et protein kaldet mTOR, så når hjerne celler er hyperaktive, mister meget af deres evne til autofagi. Uden denne evne indeholdt musenes hjerner overskydende synapser. "Selvom folk ofte tror, at læring kræver dannelse af nye synapser, " understreger Sulzer, "kan ukorrekt eliminering af synapser være lige så vigtige."
Forskerne var i stand til at gendanne normal autophagy og synaptisk beskæring ved at vende adfærd svarende til autisme hos mus ved at administrere rapamycin, et lægemiddel, der hæmmer mTOR-proteinet. Medicinen var effektiv, selv når den blev administreret til gnavere, efter at de havde udviklet autistisk opførsel, hvilket antyder, at denne fremgangsmåde kan bruges til at behandle patienter, selv efter at sygdommen er blevet diagnosticeret.
Da store mængder hyperaktiv mTOR også blev fundet i næsten alle hjerner hos patienter med autisme, kan de samme processer forekomme hos børn med autisme. ”Det, der er bemærkelsesværdigt ved konklusionerne - bemærker Sulzer - er, at hundreder af gener er blevet knyttet til autisme, men næsten alle vores menneskelige forsøgspersoner havde hyperaktiv mTOR og nedsat autofagi, og alle ser ud til at have en manglende beskæring. normal synaptisk. "
MTOR-stien
Efter hans mening indikerer resultaterne, at mange, måske de fleste, af generne kan konvergere i denne mTOR / autophagy-vej. "Hyperaktiv mTOR og autofagi-reduktion kan være et almindeligt træk ved autisme, " opsummerer denne ekspert.Alan Packer, seniorforsker ved Simons Foundation, som finansierede forskningen, betragter undersøgelsen som et vigtigt skridt fremad for at forstå, hvad der sker i hjernen hos mennesker med autisme.
"Den nuværende opfattelse er, at autisme er heterogen med potentielt hundreder af gener, der kan hjælpe med at udvikle det. Det er et meget bredt spektrum, så målet er nu at forstå, hvordan disse hundreder af gener grupperes i et mindre antal stier., hvilket vil give os bedre ledetråde om mulige behandlinger, ”siger Packer.
"MTOR-stien synes at være en af disse veje. Det er muligt, at påvisning af mTOR- og autofagi-aktivitet giver et middel til at diagnosticere nogle karakteristika ved autisme, og normalisering af disse veje kan hjælpe med at behandle synaptisk dysfunktion og sygdom, " konkluderer denne forsker.
Kilde:
