Nowe badania prowadzone przez State University of New York w Buffalo sugerują, że lek przeciwnowotworowy może być w stanie odwrócić upośledzenia społeczne związane z autyzmem.
W artykule opublikowanym w czasopiśmie badacze opisują, w jaki sposób małe dawki romidepsiny – leku zatwierdzonego w Stanach Zjednoczonych w leczeniu chłoniaka – „przywróciły ekspresję genów i odwrócone deficyty społeczne” w mysim modelu autyzmu.
Zaburzenie ze spektrum autyzmu (ASD), które jest stanem rozwojowym, wpływa na zachowanie, interakcje społeczne i komunikację.
Statystyki opracowane w Stanach Zjednoczonych sugerują, że 1 na 68 dzieci cierpi na ASD i jest od 4 do 5 razy częstsza u chłopców niż dziewcząt.
Chociaż możliwe jest zdiagnozowanie zaburzenia w wieku 2 lat, większość rozpoznań ASD nie została potwierdzona przed ukończeniem 4. roku życia.
Szacuje się, że koszty ekonomiczne w USA dla dzieci z ASD wynoszą od 11,5 miliarda do 60,9 miliarda dolarów.
Niskie dawki „odwracały deficyty społeczne”
Spośród wszystkich wyzwań i wyniszczających objawów, które towarzyszą ASD, trudność w interakcji z innymi i tworzenie związków jest szczególnie niepokojąca i obecnie nie ma skutecznego leczenia.
Nowe badanie uważa się za pierwsze, które pokazuje, że może być możliwe złagodzenie tego pierwotnego objawu ASD poprzez ukierunkowanie na dużą liczbę genów związanych z zaburzeniem.
„Odkryliśmy – mówi starszy badacz Zhen Yan, który jest profesorem w Departamencie Fizjologii i Biofizyki” – związek o małej cząsteczce, który wykazuje głęboki i długotrwały wpływ na deficyt społeczny podobny do autyzmu bez oczywistych skutków ubocznych [.. .]. „
To, jak wierzy, jest szczególnie ważne, ponieważ „wiele obecnie stosowanych związków do leczenia różnych chorób psychicznych nie wykazało skuteczności terapeutycznej dla tego podstawowego objawu autyzmu”.
W swoim badaniu prof. Yan i jej zespół odkryli, że 3 dni leczenia niskimi dawkami romidepsyny „odwróconych deficytów społecznych” u myszy z niedoborem genu SHANK3, który jest znanym czynnikiem ryzyka ASD.
Odwrócenie deficytów społecznych trwało 3 tygodnie, od nieletnich do późnych lat młodzieńczych – co jest krytycznym okresem u myszy dla rozwoju komunikacji i umiejętności społecznych i jest równoważne kilku ludzkim latom.
To wskazuje, że podobne leczenie może być długotrwałe u ludzi, sugerują badacze.
Mechanizm epigenetyczny
To nowe badanie opiera się na wcześniejszej pracy z myszami prof. Yan i zespołu, który pokazał, jak utrata SHANK3 niszczy receptor n-metylo-D-asparaginianu, co pomaga regulować emocje i procesy poznawcze. Zakłócenia spowodowały problemy w komunikacji między komórkami mózgu i doprowadziły do deficytów społecznych związanych z ASD.
Aby zmierzyć deficyty społeczne u myszy, naukowcy umieścili je w kontrolowanych środowiskach, w których mogli ocenić swoje preferencje dla bodźców społecznych (takich jak interakcja z inną myszą) w porównaniu z preferencjami dla nie-społecznych bodźców (takich jak badanie nieożywionego obiektu).
Naukowcy wykazali, w jaki sposób romidepsina była w stanie odwrócić deficyty społeczne poprzez przywrócenie funkcji genów poprzez mechanizm epigenetyczny.
Mechanizmy epigenetyczne to procesy genetyczne zdolne do włączania i wyłączania genów oraz zmiany ich ekspresji bez zmiany ich podstawowego kodu DNA.
Prof. Yan mówi, że poprzednie badania sugerowały, że zmiany epigenetyczne mogą mieć duży wpływ na ASD.
Przebudowa chromatyny otworzyła geny ASD
Istnieje kilka sposobów, w jakie mechanizmy epigenetyczne mogą zmieniać ekspresję genów bez zmiany ich DNA. Na przykład, mogą wyciszyć geny poprzez dołączenie znaczników chemicznych do ich DNA.
Jednak prof. Yan twierdzi, że głównym mechanizmem epigenetycznym działającym w ASD jest przebudowa struktury chromatyny, czyli kompleksu DNA i białek opakowaniowych, które pomagają skompresować je do jądra komórki.
„Rozległe pokrywanie się” – zauważa prof. Yan – „w genach ryzyka dla autyzmu i raka, z których wiele jest czynnikami przebudowy chromatyny, popiera ideę ponownego wykorzystania leków epigenetycznych stosowanych w leczeniu raka jako ukierunkowanych metod leczenia autyzmu”.
Jednym z ważnych wyników nowego badania jest to, że pokazuje on, że możliwe jest ukierunkowanie dużej liczby genów związanych z ASD za pomocą tylko jednego leku.
Romidepsyna jest modyfikatorem histonowym, który jest rodzajem związku, który zmienia białka lub histony, które pomagają uporządkować DNA w jądrze.
Lek „rozluźnia gęsto upakowaną chromatynę” – wyjaśnia prof. Yan. Rezultatem jest przywrócenie ekspresji genów poprzez udostępnienie genów cząsteczkom tłumaczącym ich instrukcje.
Dzięki badaniom obejmującym całe genety naukowcy odkryli, że romidepsyna przywróciła ekspresję genów w większości z ponad 200 genów, które zostały wyciszone w mysim modelu autyzmu stosowanym w badaniu.
„Zaletą możliwości dostosowania zestawu genów zidentyfikowanych jako kluczowe czynniki ryzyka autyzmu może wyjaśnić silną i długotrwałą skuteczność tego środka terapeutycznego na autyzm.”
Prof. Zhen Yan
