Chociaż poprzednie badania wiązały liczne mutacje genetyczne z autyzmem, to sposób, w jaki te mutacje przyczyniają się do rozwoju choroby, pozostawał niejasny. Nowe badania opublikowane w renomowanym czasopiśmie naukowym ujawniły mechanizm działania jednej z mutacji genów związanych z autyzmem.
Zespół naukowców z University of North Carolina (UNC) School of Medicine w Chapel Hill odkrył, w jaki sposób mutacje w genie UBE3A prowadzą do jego nadaktywności, co z kolei wpływa na nieprawidłowy rozwój mózgu i autyzm.
U osób z autyzmem, powielanie regionu chromosomu 15q, znane jako zespół Dup15q, jest jedną z najczęstszych nieprawidłowości genetycznych. Wcześniej uważano, że przyczyną tego stanu jest zbyt duża ilość UBE3A.
Kierownik badań, Mark Zylka, profesor biologii komórkowej i fizjologii, wraz z zespołem wskazują, że w normalnym rozwoju mózgu gen UBE3A jest włączany lub wyłączany poprzez przyłączenie cząsteczki fosforanu, działającej jak regulator.
Jednak badania ujawniły, że mutacje w UBE3A niszczą ten regulator, zidentyfikowany jako kinaza białkowa A (PKA), co uniemożliwia wyłączenie genu i prowadzi do jego nadaktywności. Ta nadaktywność, według zespołu badawczego, jest kluczowym czynnikiem przyczyniającym się do autyzmu.
Zylka i współpracownicy uzyskali swoje wyniki, sekwencjonując geny ludzkich linii komórkowych dzieci z autyzmem oraz ich rodziców.
Podczas gdy rodzice nie posiadali mutacji UBE3A, dzieci je miały. Naukowcy odkryli, że gen UBE3A u dzieci był trwale włączony.
W eksperymentach polegających na wprowadzeniu zmutowanego genu UBE3A do modeli myszy, zespół zaobserwował rozwój kolców dendrytycznych na komórkach mózgu, czyli neuronach myszy. Te grzbiety dendrytyczne są kluczowe, ponieważ łączą neurony z synapsami. Naukowcy podkreślają, że odkrycie to jest istotne, ponieważ nadmiar kolców dendrytycznych został powiązany z występowaniem autyzmu.
W kontekście tych badań, naukowcy twierdzą, że ich odkrycia sugerują, że hiperaktywacja UBE3A, spowodowana uszkodzeniem PKA, jest przyczyną autyzmu związanego z zespołem Dup15q.
Istniejące leki mogą zmniejszyć aktywność UBE3A w leczeniu autyzmu
Według Zylka, istnieje możliwość zmniejszenia aktywności UBE3A u pacjentów z autyzmem związanym z Dup15q.
«W rzeczy samej,» dodaje, «przetestowaliśmy znane związki i wykazaliśmy, że dwa z nich znacząco redukują aktywność UBE3A w neuronach.»
Szybkie fakty dotyczące autyzmu:
- Około 1 na 68 dzieci w USA cierpi na autyzm, w porównaniu do 1 na 150 w 2000 roku.
- Chłopcy są prawie pięć razy bardziej narażeni na rozwój autyzmu niż dziewczynki.
- Wśród rodziców, którzy mają dziecko z autyzmem, istnieje 2-18% szans na posiadanie drugiego dziecka z tą chorobą.
Dowiedz się więcej o autyzmie.
Jednym z przetestowanych związków był lek zwany rolipramem, który zwiększa aktywność PKA. Lek ten był wcześniej badany w kontekście leczenia depresji, jednak jego stosowanie zostało wstrzymane z powodu działań niepożądanych.
Zylka zauważa jednak, że dla niektórych pacjentów z zespołem Dup15q – zwłaszcza tych, którzy doświadczają poważnych napadów – korzyści płynące z leczenia rolipramem mogą przewyższać potencjalne ryzyko. Podkreśla, że warto rozważyć, czy niskie dawki tego lub innych leków wzmacniających PKA mogą złagodzić objawy zespołu Dup15q.
Odkrycia te otwierają drzwi do potencjalnych terapii dla autyzmu. Naukowcy wskazują, że ich badania mogą również wspierać pacjentów z zespołem Angelmana, rzadką chorobą neurologiczną, która prowadzi do poważnej niepełnosprawności intelektualnej i fizycznej.
W ramach swoich badań zespół odkrył, że wiele mutacji u osób z zespołem Angelmana jest związanych z upośledzeniem funkcji lub stabilności UBE3A, co skutkuje brakiem aktywnej formy genu u pacjentów. To odkrycie, jak twierdzą naukowcy, może przyczynić się do lepszej identyfikacji tego stanu, który często jest błędnie diagnozowany.
Zaledwie w zeszłym miesiącu opublikowano badanie, które wskazuje na różnice w odpowiedzi osób cierpiących na autyzm na różne zapachy. W związku z tym naukowcy są przekonani, że «test węchowy» może być skutecznym narzędziem do wczesnego rozpoznawania autyzmu.
Nowe badania i kierunki w terapii
W 2024 roku prowadzone są intensywne badania, które mają na celu dalsze zrozumienie mechanizmów związanych z UBE3A oraz ich wpływu na rozwój autyzmu. Naukowcy analizują potencjalne terapie, które mogłyby zmniejszyć nadaktywność tego genu, a także eksplorują interakcje UBE3A z innymi szlakami molekularnymi w mózgu.
Ponadto, badania nad biomarkerami mogą w przyszłości umożliwić szybszą i bardziej precyzyjną diagnozę autyzmu, co jest niezwykle istotne dla wczesnej interwencji i leczenia. Właściwe zrozumienie roli, jaką odgrywa UBE3A w neurobiologii autyzmu, może otworzyć nowe ścieżki terapeutyczne i poprawić jakość życia pacjentów oraz ich rodzin.
