Schimbări genetice legate de autism

Noile cercetări dezvăluie modul în care variantele genetice modifică creierul și modifică comportamentul.

Descoperirile oferă noi perspective asupra modului în care variantele genetice pot crește riscul de autism.

Oamenii de știință au combinat imagistica creierului și munca de detectivi genetici pentru a afla cum variantele genetice reconectează creierul.

Cercetările efectuate de anchetatori de la UCLA și Institutul Semel pentru Neuroștiințe și Comportament Uman sunt publicate în ediția online a Știință Medicina Translațională.

„Aceasta este o piesă cheie a puzzle-ului pe care l-am căutat”, a declarat co-investigatorul Dr. Daniel Geschwind.

„Acum putem începe să dezvăluim misterul modului în care genele rearanjează circuitele creierului nu numai în autism, ci și în multe tulburări neurologice conexe”.

Echipa UCLA a analizat diferențele de conectivitate și funcție a creierului care rezultă din două forme ale genei CNTNAP2, dintre care una crește riscul de autism.

Studiile anterioare efectuate de Geschwind și alții au demonstrat că gena este cea mai activă în timpul dezvoltării creierului în lobul frontal. Regiunea este foarte implicată în învățare, care este adesea perturbată la copiii cu autism.

Suspectând că CNTNAP2 ar putea influența activitatea creierului, cercetătorii au folosit imagistica prin rezonanță magnetică funcțională (RMN) pentru a scana creierul a 32 de copii în timp ce îndeplineau sarcini legate de învățare.

Jumătate dintre copii au avut autism, iar jumătate nu.

Obiectivul echipei a fost să măsoare puterea diferitelor căi de comunicare în diferite regiuni ale creierului pe măsură ce se conectau între ele.

Imaginile RMN i-au entuziasmat pe oamenii de știință - și le-au confirmat suspiciunile.

Indiferent de diagnosticul lor, copiii care au prezentat varianta de risc au prezentat un creier dezarticulat. Lobul frontal a fost supra-conectat la sine și slab conectat la restul creierului. Comunicarea cu partea din spate a creierului a fost în special diminuată.

„La copiii care poartă gena riscului, partea din față a creierului pare să vorbească mai mult cu sine”, a explicat primul autor Ashley Scott-Van Zeeland.

„Nu comunică la fel de mult cu alte părți ale creierului și nu are conexiuni la distanță mare cu partea din spate a creierului.”

În funcție de versiunea CNTNAP2 pe care a purtat-o ​​copilul, cercetătorii au observat, de asemenea, o diferență de conectivitate între părțile stângi și drepte ale creierului. La majoritatea oamenilor, partea stângă procesează funcții legate de limbaj, cum ar fi vorbirea și înțelegerea.

La copiii cu gena non-risc, căile de comunicare din lobul frontal s-au legat mai puternic de partea stângă a creierului.

La copiii cu varianta de risc, căile de comunicații din lobul frontal s-au conectat mai larg la ambele părți ale creierului. Simetria neobișnuită sugerează că varianta genică reconectează conexiunile din creier, explicând probabil de ce această versiune a CNTNAP2 este asociată cu vorbirea întârziată.

„Am văzut că, dacă aveți varianta de risc, creierul dvs. arăta modele de activare perturbate, indiferent dacă ați fost diagnosticat sau nu în spectrul autismului”, a explicat co-investigatorul principal Susan Bookheimer.

„Bănuim că CNTNAP2 joacă un rol important în cablarea neuronilor din partea din față a creierului și că varianta de risc interferează cu acest proces.”

Prin îmbunătățirea înțelegerii relației dintre gene, creier și comportament, descoperirea UCLA ar putea duce la detectarea mai timpurie a autismului și la noi intervenții pentru consolidarea conexiunilor dintre lobul frontal și partea stângă a creierului.

„Dacă stabilim că varianta CNTNAP2 este un predictor consecvent al dificultăților lingvistice”, a spus Scott-Van Zeeland, „am putea începe să proiectăm terapii specifice pentru a ajuta la reechilibrarea creierului și a-l muta spre o cale de dezvoltare mai normală”.

Cercetătorii ar putea testa dacă terapiile specifice modifică de fapt funcția creierului măsurând conectivitatea pacienților înainte și după terapie, a adăugat ea.

Autorii au subliniat faptul că tiparele de conectivitate găsite în studiu încă se încadrează de-a lungul spectrului de variație normală a genelor.

„O treime din populație poartă această variantă în ADN-ul său”, a remarcat Geschwind. „Este important să ne amintim că varianta genică singură nu provoacă autism, ci doar crește riscul”.

Sursa: UCLA